浙江大学三项专利，卖出120万！

近日，浙江大学发布公示，拟交易“一种高效生产类胡萝卜素的基因工程菌及其构建方法和应用”“Gal4温敏型突变体、重组表达载体、温度调控系统及其应用”和“β-胡萝卜素酮化酶突变体、重组表达载体、基因工程菌及其应用”三项发明专利，交易价格为120万元。

这三项发明专利均为于洪巍/叶丽丹团队研究成果。两者均在微生物代谢工程、生物催化与转化研究方面产出了丰厚的学术成果。此次拟交易的三项发明专利，主要利用了基因编辑、基因测序、酶工程技术等，提高类胡萝卜素的产量与生产效率。

浙江大学本次拟交易的三项发明专利，是生物合成类胡萝卜素领域的研究成果，主要解决了生物合成类胡萝卜素的产能、合成效率以及安全性等问题。

当前，尽管化学合成仍旧是类胡萝卜素规模化生产的主要方式，但由于其可能会面临复杂工艺和有毒副产品等问题，再加之近年来，生物安全性、环境友好性以及可持续性等特点，微生物发酵的生产方式由于生物安全性、环境友好性以及可持续性等特点持续受到行业各方关注，且逐渐衍生出了不同的技术路径。

而浙江大学的这三项发明专利则是对利用酿酒酵母细胞合成类胡萝卜素相关问题的探讨，旨在提升酿酒酵母细胞合成类胡萝卜素的效率和产能。

l 其中，“一种高效生产类胡萝卜素的基因工程菌及其构建方法和应用”，解决了调控多向耐药性蛋白促进类胡萝卜素的生物合成问题。

研究发现，在酿酒酵母中异源合成的类胡萝卜素会嵌入细胞膜，因此，通常情况下，类胡萝卜素的合成与积累会对酵母细胞造成胁迫从而降低生产效率。而多向耐药性（PDR）蛋白家族是酵母细胞天然存在的胁迫耐受系统调控的组成部分。如在酿酒酵母工程菌株中过表达PDR转运蛋白，则β‑胡萝卜素产量最多可提升32％。但过量表达PDR转运蛋白会增加细胞代谢负担，且分泌的类胡萝卜素含量占比将会降低。

对此，该项发明专利采用了另一种技术路径，通过基因整合技术或导入重组表达质粒的方式，使得多向耐药性转录因子在产类胡萝卜素的工程菌株内成功表达，从而参与到类胡萝卜素的合成中，进而实现了以安全、高效的酿酒酵母细胞为细胞工厂大量生产类胡萝卜素。

据专利说明书，经由此种方法，β‑胡萝卜素产量为97 .15mg/L，相比出发菌株（对照组）提高了3.3倍；斑蝥黄产量为102.84mg/L，相比对照菌株提高了75％；虾青素产量为14 .96mg/L，相比对照菌株提高了36％。

l 至于“Gal4温敏型突变体、重组表达载体、温度调控系统及其应用”则主要能够实现无需添加诱导剂/抑制剂实现对代谢流的精细调控。同时，该发明还有利于其它对细胞毒性大的物质的生产。

随着代谢工程和合成生物学的发展，通过在酿酒酵母中表达异源基因来生产一些化学品变得越来越热门。但过程中的蛋白酶过表达以及外源代谢途径的中间产物积累，常常会对宿主细胞造成毒害作用从而影响细胞生长。因此开发精确调控外源基因的表达至关重要。

而半乳糖调节网络是酿酒酵母中被用于基因表达的一个常用有效的系统，在这个系统中，Gal4至关重要——当酵母细胞在没有半乳糖的培养环境中生长时，Gal80可以和Gal4特异性结合，从而抑制GAL基因的表达。但由于该诱导剂在发酵过程中会被消耗，且价格较为昂贵，因此并不适用于大规模发酵。

此外，也有研究通过敲除GAL80，使GAL4的转录仅受葡萄糖浓度“调控”，但利用葡萄糖进行长途径的表达调控在实际操作中可能会出现泄漏表达，且由于高密度发酵工艺复杂，基因表达很难实现人为控制。因此，此种方式现阶段仍不具备大规模应用可能。

在此背景下，该项专利利用蛋白工程技术对Gal4进行了进一步的改造，使它变成一种不借助于诱导剂/抑制剂，而是通过感知温度培养因子的变化来实现对代谢途径精细化调控，一定程度上解决了细胞生产和产物积累间的矛盾问题。并且，该调控系统对温度相应敏感，当温度转为低温时，外源基因将会迅速表达，也有利于在高密度发酵中的操作。

l “β-胡萝卜素酮化酶突变体、重组表达载体、基因工程菌及其应用”则以雨生红球藻为来源，将在酿酒酵母中进行密码子优化后的β-胡萝卜素酮化酶OBKT作为研究对象，采用易错PCR技术，利用酿酒酵母表达体系，建立了β-胡萝卜素酮化酶突变库，通过高通量筛选方法筛选出对β-胡萝卜素催化活力提高的突变株，并通过基因测序分析，将突变点进行组合突变，进一步提高催化活力，从而提升类胡萝卜素的合成效率与产量。

当技术问题有了解决方案，高效的规模化生产有了可能，寻找应用场景、开发相应产品开启商业化便成为了下一个亟待解决的问题。

以医疗健康领域为例，研究表明，类胡萝卜素具有显著的抗氧化活性，可预防衰老、心脑血管疾病及白内障等多种疾病。番茄红素（一种类胡萝卜素）还具有明显的抗癌作用，能有效预防多种癌症的发生。

不仅如此，番茄红素和β-胡萝卜素不仅能够减少免疫细胞的氧化损伤，还能促进某些白细胞介素的产生从而发挥免疫调节功能；此外，叶黄素（一种类胡萝卜素）还能保护视觉功能；而β-胡萝卜素作为维生素A的前体，还具有间接维护上皮细胞组织健康的功能。

一言以蔽之，类胡萝卜素具有抗肿瘤、增强免疫力等多种生物学功效，基于此，类胡萝卜素医疗健康相关产品的市场发展空间，极具想象力。

此外，据智研瞻产业研究院《中国类胡萝卜素行业市场调研及投资前景分析报告》，饲料行业是类胡萝卜素的最主要应用领域，其次是食品行业。且从细分品类来看，β-胡萝卜素、角黄素和虾青素是类胡萝卜素市场中应用最为广泛且具有最高附加值的产品类型。其中，虾青素市场规模最为显著，约占据16%的市场份额。

不仅如此，该报告还指出，全球类胡萝卜素产业已涌现出一批头部企业，且累计市场份额达到了47%。并且，随着行业集中度的提高，大型生产商或可通过并购和战略合作进一步巩固市场地位。

但是，这并不意味着行业后来者便无任何发展机会。原因在于，随着类胡萝卜素应用范围的进一步扩大、政策端的不断支持，一些类胡萝卜素可应用的新兴市场也为小型和区域型企业提供了发展机会。或许，这就是，浙江大学者三项发明专利得以（拟）交易的原因。

尽管暂未查询到本次拟交易买方的相关信息，但我们相信，无论其是扎根于医疗健康领域的企业，抑或是食品、能源产业的公司，这三项发明专利所带来的类胡萝卜素产能与合成效率提升，均能对其业务的开展提供强有力的助益。