走向生物酶科学前沿

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上个世纪以来,人们在享受科技进步带来的巨大成果的同时,也备尝了自然生态环境严重破坏带来的痛苦.人们痛定思痛,重新审视资源、生态环境等关系人类生存与发展的重大问题,在发展经济的同时,关注生态环境的保护.对地球生存环境的关爱和保护,不仅仅是生存的需要,更是人类发展历程中不可缺少的心灵净化器,只有这样,才能源源不断地从大自然中汲取无数灵感和创意,令我们的生活更加美好.

生物酶是一种无毒、对环境友好的生物催化剂,其化学本质为蛋白质.酶的生产和应用,在国内外已具有80多年历史,进入20世纪80年代,生物工程作为一门新兴高新术在我国得到了迅速发展,酶的制造和应用领域逐渐扩大,酶的应用也日臻成熟.江南大学生物工程学院副院长周哲敏就是一位专注于生物酶科学的科研工作者.

“中国永远都是我的根”

身为江南大学生物工程学院副院长,周哲敏肩上的责任分外沉重,他为大家在现代与未来之间架设起一座梦想之桥,他善于从复杂的事物中抓住重点命脉,统观全局、却又不失细节,他身上散发出的压倒一切的魄力,吸引着大家自觉地汇聚在他身边,既紧张又快乐地学习工作.

回想回国之初,在那段特殊的日子里,为了生物工程科学的传承,老一辈教育家期盼后人已是盼得望眼欲穿.像周哲敏这样的年轻人回来,实在太及时,谁都知道,国家急需人才,江南大学需要人才等这在当时,出国与归国存在巨大“人才流动逆差”的背景下,无疑风景夺人.

周哲敏说：“中国是我的根,走到任何一个地方,无论所处位置如何,中国永远都是我的根.当时国内的科研环境很好,国家在科研方面的投入力度很大,我认为我回国后可以把我的所学充分施展出来.当时决定回国是就想着我的一些科学思想在国内能够很好地施展开来.”

大学时的专业是食品工程,也属于生物工程领域的一门学科.大学毕业后周哲敏在国内的一家食品企业工作将近5年,一个偶然的机会,他获得了去日本自费留学的资格.为了在以后的工作中更好地发挥自己的才智,他毅然辞职去了日本.

“留学这个方面,对我影响最大的应该属于我哥,因为当时他在日本留学,而且学有所成,给我讲述了留学的意义和影响.”周哲敏说.

科学无坦途,这是每一个科学工作者的切身体会.任何一件有意义的工作,总会暗生荆棘,挡在四周.刚到日本时,由于对所从事的研究课题不是很熟悉,再加上语言上的障碍,周哲敏在进行科研时,不知从何入手,也不知如何去询问.那个阶段现在看来是最困难的时候.

“好在当时的一个信念支撑着我,那就是只要不放弃,终归有办法.”因此,通过广泛的阅读,再加上与人大胆的交流,很快攻克了语言障碍,同时也明确了自己的研究目标,掌握了研究方法.这个阶段差不多将近一年的时间,也是对他个人的一个磨练.同时,对日本这个民族也有了深刻的认识.刚开始到日本,因为语言障碍,研究没有头绪,明显感觉到日本学生的不友好态度.但是通过他自己的不懈努力,两年后他的研究水平及业绩在研究室已经名列前茅,之前的那些不友好完全消失,取而代之的是对方的佩服和崇敬.

创新前沿领航发展

入教江南大学后,作为学科带头人,为生物工程学院的学科建设、团队建设方面做出了应有的贡献.自2009年9月回国起,周哲敏教授先后入选教育部新世纪优秀人才、江苏省“双创”人才计划,是江南大学首位“双创”人才获得者.还入选江苏省“333高层次人才培养工程”和江苏省“六大高峰人才”计划,获无锡市有突出贡献中青年专家称号等

一系列的科研项目和人才计划项目为江南大学生物工程学院的发酵工程学科的建设提供了有力支撑.目前已经建立起了自己的研究团队,包括3名副教授,20名硕士和博士.结合生物工程学院的学科特点,他们立足工业用酶制剂的开发和高效制备,同时,积极开发生物法替代化学法的绿色制造新工艺.作为一个团队的负责人,在注重科研进程的同时,非常注重团队的文化建设,使整个团队表现出一种“积极向上、和谐”的氛围,使团队成员在提高科研水平的同时,个人素质也能够有一个良好的提升.

目前周哲敏教授团队的研究课题和项目包括一项国家自然科学基金项目,一项教育部重大项目,一项教育部新世纪优秀人才项目和一项国家科技支撑项目.主要内容是工业上生产丙烯酰胺的腈水合酶和蛋白质食品上所用的一种叫谷氨酰胺转氨酶的分子改造和高效制备.

项目目前进展顺利,已经有了一些阶段性成果.具有代表性的当属腈水合酶的合成机理及分子改造方面的研究.腈水合酶是一种含铁或含钴的金属酶,在工业生产上已经被广泛应用,其中用这种酶所生产的丙烯酰胺已近百万吨,占整个丙烯酰胺产量的三分之一.

生物技术相对于传统的化学合成法有着成本低、能耗少、少污染的优势.目前,在美国、日本、法国等发达国家,这项生物技术正在取代传统的化学合成法.在我国,腈水合酶合成丙烯酰胺的生物技术虽然起步晚,但发展势头迅猛,统计数据显示,我国生物法生产的丙烯酰胺量占整个丙烯酰胺产量的43%.丙烯酰胺是一种应用广泛的基础化工原料,在造纸、装潢以及石油开采等方面发挥着重要的作用.

随着市场的不断拓展,对丙烯酰胺的需求也在不断增长.另外这种酶也被应用在尼古丁酰胺（一种维生素）的生产上.腈水合酶的广泛应用促使科学工作者开始研究这种金属酶的合成机制和催化机理.目前他们的研究成果可以说已经走在了世界的前列,在腈水合酶分子改造方面取得的一些成果,将有利于该酶活性和稳定性的提高,不但在科学理论方面取得突破,对工业生产也具有现实意义.

同时,周哲敏教授还负责生物工程学院的本科教学工作.结合自己在国外多年的学习和工作经验,对本科教学工作进行了大胆的改革.在课程设置上,整合一些存在重复的课程,减少课程数目,提高大纲的质量；在课程内容上,积极推进现代科学前沿内容的设置,做到教学内容与时俱进；在课程进程上,三年完成理论教学,最后的大四一整年时间调整为学生的实践创新环节,通过实践创新,让学生充分理解消化理论知识,在完成毕业论文（设计）的同时,提高工程创新能力.

“对于一个科研工作者来说,希望每一天都有所进步.目前的目标是努力完成各项科研项目,同时也希望能够获得更多的科研项目.结合我以前的基础理论研究成果,也希望在应用研究方面有更大的突破.”周哲敏教授对未来充满了信心,我们也衷心祝福他能为我国生物工程科学的发展做出更大的贡献.