生物催化与生物转化研究室
一、团队简介
团队名称
生物催化与生物转化研究室（ Lab of Biocatalysis and Biotransformation ）
团队简介
本研究室有效地融合现有的科研资源和教学资源，旨在打造一支涵盖微生物资源开发、工业微生物育种、新型生物催化剂开发与应用、新材料单体高效制造等领域的、具有生物化工特色的研究团队。并将肩负起衔接化学工程与工艺以及轻工技术与工程两大核心一级学科的桥梁作用，为科研院所、高等院校、传统化工企业转型升级和新型生物发酵企业拓展应用培养优秀的科研人员和技术人员。
研究室发展至今，主持和完成国际重点合作项目、 “863” 重点项目、天津市特聘教授科研启动项目、国家自然科学基金项目等各种省部级项目 10 余项。 出版《工业微生物实验技术手册》等本领域经典著作4部。 发表论文 300 余篇，其中 SCI 收录 50 余篇，单篇论文最高影响因子 9.6 ，单篇最高被引次数达到 344 次；获授权国际国内发明专利45项（国际-7项）、22 项发明专利已完成技术转让或工业化应用，主持完成了逾千万元技术许可或技术转让3项。已培养博士研究生 10 余人，硕士研究生 50 余人。
团队负责人
王正祥 ，发酵工程工学博士，南非/德国博士后，教授，博导，天津市特聘教授，全国先进工作者，全国优秀科技工作者，国务院特贴专家，天津市杰出人才，天津市首届杰出津门学者，天津市有突出贡献中青年专家。
现任中国微生物学会微生物资源专员委员会委员，国内外微生物学、生物工程学等专业领域期刊（ 30 多种）审稿人，国家自然科学基金、科技部相关项目、其他省部级基金项目评审人和验收专家，南非德班理工大学兼职研究生导师、博、硕士学位论文国际评审专家。
长期从事工业微生物育种、工业酶制剂和大宗化学品绿色生物制造等高等教育教学与科学研究，在工业微生物育种新理论与新方法、工业酶制剂高效制备与酶应用技术、材料单体绿色生物制造等方面取得了系列研究成果和工业应用。曾获国家技术发明奖二等奖 1 次（第一）、省部一等奖 3 次（第一）、中国产学研合作促进会科技创新人物奖（2024年）；在《中国工程科学》等学术刊物上发表学术论文 327 篇、出版《工业微生物实验技术手册》、《微生物遗传育种》等著作 4 部；获授权国际国内发明专利45项（国际-7项）、22 项发明专利已完成技术转让或工业化应用，主持完成了逾千万元技术许可或技术转让3项。
团队成员
牛丹丹 工学博士（海外博士后），教授、博士生导师，首批中国-南非青年科学家
， 长期从事绿色生物制造领域的教学与科研工作。主持完成国家重点研发计划政府间国际科技创新合作重点专项等4项国家及省部级项目；主持多项企业委托技术开发项目；完成重大技术发明转让，合同金额1000万元；发表学术论文50余篇，其中高被引论文10余篇；授权发明专利20余件，其中国际专利6件。获2019年天津市科技进步奖一等奖（第3完成人）、2019年中国轻工业联合会科技进步奖一等奖（第4完成人）、2024年中国轻工业联合会发明奖一等奖（第3完成人）。
金鹏 ，硕士，副教授。
主要从事功能性低聚糖（醇、酸）的规模化制造以及微生物中重要功能基因的识别、鉴定和表达等。参加 国家高新技术发展（863）项目“用于重要病原微生检测的生物芯片的研制”(2002AA2z2051)和“嗜热采油微生物－芽孢杆菌NG80-2的重要功能基因的识别、鉴定和表达”(2002AA226011)等项目研究工作。以共同作者身份发表国内核心期刊论文多篇。
张濛 ，博士， 讲师 。
主要从事发酵工程与酶工程方面的科研工作。在发酵工程研究方面，致力于木质纤维素的生物转化；在生物催化方面，致力于新型工业用酶的发现，基因克隆，高效表达，结构模拟，人工进化及其在工业催化，植物病虫害生物控制以及农副产品深加工等方面的应用技术研究。以第一作者身份发表多篇高水平SCI论文并以共同作者身份发表多篇国内核心期刊论文。
二、研究方向
1 、生物催化剂及其创制与应用
包括生物催化剂（基因、酶分子）文库的建立、新型生物催化剂的筛选及催化特性改良以及高效催化工艺的建立及产品制造技术等。
2 、新材料单体及其绿色制造技术
包括新材料单体合成途径、优良生产菌种的构建及绿色制造关键技术。
3 、新型糖、糖醇、糖酸及其规模化制造技术
包括新型糖、糖醇、糖酸制造用酶的筛选及高效表达，酶解工艺以及规模化制造技术等。
三、研究成果
1 、代表性论文
(1) 王正祥*. 我国聚乳酸产业发展现状与对策研究, 中国工程科学, 2021, 23(6): 155-166
(2) Fatma Ali; Kangming Tian; Zhengxiang Wang*. Modern techniques efficacy on tofu processing: A review, Trends in Food Science & Technology, 2021, 116: 766-785
(3) Dandan Niu; Jing Zhang; Chunru Zhou; Linyun Mou; Nokuthula Peace Mchunu; Meng Zhang; Zhengxiang Wang*. Innovative edible film for fresh fruit packaging: Formulation and characterization. Food Packaging and Shelf Life, 2024,43:101309.
(4) Dandan Niu; Nan Zhao; Jun Wang; Nokuthula Peace Mchunu; Kugen Permaul; Suren Singh; Zhengxiang Wang*. Boosting fructosyl transferase’s thermostability and catalytic performance for highly efficient fructooligosaccharides (FOS) production. Foods, 2024, 13(18): 2997
(5) Jihua Zhao; Dandan Niu; Jiaqi Liu; Zhuolin Jin; Nokuthula Peace Mchunu; Suren Singh; Zhengxiang Wang*. Enhancing β-galactosidase performance for galactooligosaccharides preparation via strategic glucose re-tunneling. International Journal of Molecular Sciences, 2024, 25(22): 12316
(6) Dandan Niu; Huihui Cong; Yanan Zhang; Nokuthula Peace Mchunu; Zhengxiang Wang*. Pullulanase with high temperature and low pH optima improved starch saccharification efficiency. Sci Rep, 2022, 12(1):21942.
(7) Peili Shen; Dandan Niu; Kugen Permaul; Kangming Tian; Suren Singh; Zhengxiang Wang*. Exploitation of ammonia-inducible promoters for enzyme overexpression in Bacillus licheniformis. J Ind Microbiol Biotechnol, 2021, 48(5-6):kuab037.
(8) Peili Shen; Dandan Niu; Xuelian Liu; Kangming Tian; Kugen Permaul; Suren Singh; Nokuthula Peace Mchunu; Zhengxiang Wang*. High-efficiency chromosomal integrative amplification strategy for overexpressing a-amylase in Bacillus licheniformis. J Ind Microbiol Biotechnol, 2022, 49(3):kuac009.
(9) Chen XZ; Zhou Li; Tian KM; Kumar A; Singh S; Prior BA; Zhengxiang Wang*. Metabolic engineering of Escherichia coli: A sustainable industrial platform for bio-based chemical production. Biotechnology Advances, 2013, 31: 1200-1223.
(10) Wang Z-X; Zhuge J; Fang HY; Prior BA; Glycerol production by microbial fermentation: A review. Biotechnology Advances, 2001, 19: 201-223.
(11) Chen XZ; Tian KM; Niu DD; Shen W; Algasan G; Singh S; Zhengxiang Wang*. Efficient bioconversion of crude glycerol from biodiesel to optically pure D-lactate by metabolically engineered Escherichia coli. Green Chemistry, 2014, 16(1): 342-350.
(12) Zhou L; Niu DD; Tian KM; Chen XZ; Prior BA; Shen W; Shi GY; Singh S; Zhengxiang Wang*. Genetically switched D-lactate production in Escherichia coli. Metabolic Engineering, 2012, 14(5): 560-568.
(13) Niu DD, Zhang J, Zhou CR, et al. Innovative edible film for fresh fruit packaging: Formulation and characterization. Food Packaging and Shelf Life, 2024,43:101309.
(14) Niu DD, Zhao N, Wang J, et al. Boosting fructosyl transferase’s thermostability and catalytic performance for highly efficient fructooligosaccharides (FOS) production. Foods, 2024, 13(18): 2997
(15) Zhao JH, Niu DD*, Liu JQ, et al. Enhancing β-galactosidase performance for galactooligosaccharides preparation via strategic glucose re-tunneling. International Journal of Molecular Sciences, 2024, 25(22): 12316
(16) Niu DD, Cong HH, Zhang YN, et al. Pullulanase with high temperature and low pH optima improved starch saccharification efficiency. Sci Rep, 2022, 12(1):21942.
(17) Shen PL, Niu DD*, Permaul K, et al. Exploitation of ammonia-inducible promoters for enzyme overexpression in Bacillus licheniformis. J Ind Microbiol Biotechnol. 2021, 48(5-6):kuab037.
(18) Shen PL, Niu DD*, Liu XL, et al. High-efficiency chromosomal integrative amplification strategy for overexpressing a-amylase in Bacillus licheniformis. J Ind Microbiol Biotechnol, 2022, 49(3):kuac009.
(19) Niu DD*, Li CY, W P, et al. Twin-arginine signal peptide of Bacillus licheniformis GlmU efficiently mediated secretory expression of protein glutaminase. Electronic Journal of Biotechnology, 2019, 42:49-55.
(20) Niu DD*, Tian KM, Prior BA, et al. Highly efficient L-lactate production using engineered Escherichia coli with dissimilar temperature optima for L-lactate formation and cell growth. Microbial Cell Factories, 2014, 13:78:1-11.
(21) Niu DD*, Li PJ, Huang YS, et al. Preparation of maltotriitol-rich malto-oligosaccharide alcohol from starch. Process Biochemistry, 2017, 52:159-164.
(22) Tian KM, Niu DD*, Liu XG, et al. Limitation of Thiamine Pyrophosphate Supply to Growing Escherichia coli Switches Metabolism to Efficient D-Lactate Formation. Biotechnol Bioeng, 2016, 116(1):182-188.
(23) Meng Zhang; Adarsh Kumar Puri; Zhengxiang Wang; Suren Singh; Kugen Permaul ; A unique xylose reductase from Thermomyces lanuginosus: Effect of lignocellulosic substrates and inhibitors and applicability in lignocellulosic bioconversion, Bioresource Technology, 2019, 281: 374-381
(24) Meng Zhang; Adarsh Kumar Puri; Algasan Govender; Zhengxiang Wang; Suren Singh; Kugenthiren Permaul ; The Multi-chitinolytic enzyme system of the compost-dwelling thermophilic fungus Thermomyces lanuginosus, Process Biochemistry, 2015, 50(2): 237-244
(25) Meng Zhang; Pratyoosh Shukla; Manimaran Ayyachamy; Kugen Permaul; Suren Singh ; Improved bioethanol production through simultaneous saccharification and fermentation of lignocellulosic agricultural wastes by Kluyveromyces marxianus 6556, World Journal of Microbiology and Biotechnology, 2010, 26(6): 1041-1046
(26) Caizhe Wang; Dandan Niu; Nokuthula Peace Mchunu; Meng Zhang; Suren Singh; Zhengxiang Wang; Secretory expression of amylosucrase in Bacillus licheniformis through twin-arginine translocation pathway, Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology, 2024
(27) 侯庆宇; 杨前进; 金瑞; 张濛; 田康明; 王正祥 ; 甘蔗渣酶解制糖工艺的建立与优化, 食品与发酵工业, 2022, 48(8): 9-14
2 、授权发明专利
（ 1 ）沈微，郭玉婉，黄雯雯，樊游，陈献忠，王正祥 . 2014. 一种以淀粉为原料的麦芽三糖制备方法及其专用真菌 α - 淀粉酶 . ZL 201210471187.4 ，中国 .
（ 2 ）王正祥，左志锐，沈微，石贵阳 . 2013. 一种用于麦芽糖生产的固定化催化剂及其制备方法 , ZL 202220215771.9, 中国 .
（ 3 ）王正祥，田康明，周丽，沈微 . 2013. 一株产α - 酮戊二酸的菌株及用其发酵生产α - 酮戊二酸的方法 , ZL 201210189014.3, 中国 .
（ 4 ）王正祥，周丽，田康明，沈微 . 2013. 一株产 D- 乳酸动态调控重组菌及用其制备 D- 乳酸的方法 , ZL 201210102731.8, 中国 .
（ 5 ）沈微，王正祥 . 2013. 一种芽孢杆菌高效分泌表达载体及其构建方法 , ZL 201010252742.5 ， 中国 .
（ 6 ）路福平，李玉，陈艳，王洪彬，王正祥 . 2013. 一株产甘露醇布氏乳杆菌及发酵产甘露醇的方法， ZL 201310222633.5, 中国 .
（ 7 ）沈微，王正祥 . 2012. 一种来源于芽孢杆菌的胞外普鲁兰酶编码基因及其应用 , ZL 201010256287.6, 中国 .
（ 8 ）王正祥 . 2012. 一种β - 葡聚糖酶的高效制备方法 . ZL 202220001750.7 ，中国 .
（ 9 ）王正祥 . 2012. 一种β - 淀粉酶的高效制备法 . ZL 202220022285.5 ，中国 .
（ 10 ）王正祥，左志锐，石贵阳，樊游，杨华 . 2011. 一种直接从淀粉酿制啤酒的方法及其专用酵母 , ZL202220215758.3, 中国 .
（ 11 ）王正祥，石贵阳，李松 . 2011. 一种超高麦芽糖浆的制备方法及其专用酶制剂， ZL 201010506762.0 ，中国 .
（ 12 ）石贵阳，张梁，丁重阳，顾正华，王正祥，张勤，李由然 . 2011. 一株耐酸酵母及其代谢工程构建产 L- 乳酸重组菌的方法 , ZL 202220116783.6, 中国 .
（ 13 ）王正祥，牛丹丹，石贵阳 . 2010. 一种宿主细胞及其用于重组蛋白高效分泌表达的方法 , ZL 200810235368.0, 中国 .
（ 14 ）王正祥，牛丹丹，石贵阳 . 2010. 一种高温α - 淀粉酶及其突变体的高效制备方法 , ZL 200810235367.6, 中国 .
（ 15 ）王正祥，牛丹丹，石贵阳 . 2008. 一种高发酵速率的重组酒精酵母及其构建和所用的表达载体 , ZL 2006100389373, 中国 .
（ 16 ）王正祥，牛丹丹，石贵阳，张梁 . 2008. 一种编码高温植酸酶基因的重组菌和该基因及其合成、克隆和表达 , ZL 200610038936, 中国 .
（ 17 ）王正祥，牛丹丹 . 2007. 在大肠杆菌或芽孢杆菌中分泌表达外源基因的表达载体及其构建 , ZL 200510081648.7, 中国 .
（ 18 ）种产酶菌株及其构建方法与应用, 2024-10-11, 中国发明专利，ZL202210736243.6.
（ 19 ）一种高活性乳糖酶突变体及其应用, 2024-06-07, 中国发明专利, ZL202310699268.8.
（ 20 ）一种普鲁兰酶突变体, 2022-06-07, 中国发明专利, ZL202011380782.8.
（ 21 ）一种新型普鲁兰酶基因和高产菌株的获得方法及产酶工艺, 2021-9-7, 中国发明专利, ZL201710057598.1.
（ 22 ）耐热型中温α-淀粉酶及其应用, 2021-6-25, 中国发明专利, ZL201811287140.6.
（ 23 ）一种新型β-淀粉酶的高效制备方法, 2020-11-6, 中国发明专利, ZL201710057606.2.
（ 24 ）一种a-葡萄糖苷酶的高效制备方法, 2020-9-11, 中国发明专利, ZL201710281060.9.
（ 25 ）一种菊粉酶突变体发酵生产低聚果糖的方法, 2018-9-14, 中国发明专利, ZL201510723881.
（ 26 ）一种菊粉酶突变体及其应用. 中国发明专利, ZL201510723958.8.
（ 27 ）a-葡萄糖苷酶及同步糖化转苷制备低聚异麦芽糖的方法. 中国发明专利, ZL201610461264.6.
四、科研项目
1、 头部企业技术许可- 乳酸单体发酵生产技术（1000万元技术许可）
2、 国家重点研发项目（政府间国际科技创新合作-中南合作专项）“农业生物质综合生物加工用酶库、酶复配技术与新菌种”（2018YFE0100400），255万元
3、 天津市杰出人才项目，300万元
4、 国家重点研发项目（政府间国际科技创新合作-中南合作专项）“半乳糖基转移酶分子进化与高效表达及在GOS制备中的应用”（2021YFE0106200）
5、 头部企业委托技术开发项目：新型乳酸单体发酵生产技术
6、 企业委托：新型食品酶制剂及其应用技术。
7、 上市企业委托技术开发项目：富含维生素和益生元儿童辅食制备方法及其酶制剂
8、 企业委托技术开发项目：工业酶高效制备技术
9、 国家自然基金（青年项目）“地衣芽胞杆菌Tat信号肽介导PGase分泌表达机制探究”(31601407)
10、 福建省自然科学基金（面上项目）“地衣芽胞杆菌利用大豆蛋白的代谢特征”(2016J01157)
五、荣誉奖励
1、 王正祥(1/6); 重大淀粉酶品的创制、绿色制造及其应用, 中华人民共和国国务院, 发明, 国家二等 奖, 2013
2、 王正祥 (1/12); 功能性低聚糖制造关键酶制剂, 天津市人民政府, 科技进步, 省部一等奖, 2020
3、 王正祥(1/10); 功能性低聚糖规模化制造技术创新与应用, 中国轻工业联合会, 科技进步, 省部一等奖, 2020
4、 王正祥(1/6); 重要糖品生物制造关键酶制剂创制与应用, 中国轻工业联合会, 发明, 省部一等奖, 2025
5、 王正祥；2024年中国产学研合作促进会科技创新人物奖