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　　化工行业✿◈★，亚星游戏YAXING✿◈★，亚星(官网)✿◈★，石化行业7月15日✿◈★，《中国化工报》以 “合成生物制造引领第四次工业革命——中国工程院院士郑裕国一席谈”为题✿◈★，报道了郑裕国院士对合成生物制造作为第四次工业革命推动力的深刻解读及其在我国的蓬勃实践✿◈★。

　　当瓦特手中的蒸汽机喷薄出第一缕工业文明的曙光✿◈★，人类历史的车轮便焕然新生✿◈★。而今✿◈★，数字化浪潮正以排山倒海之势奔涌而来✿◈★，拉开了“第四次工业革命”的帷幕✿◈★。在中国工程院院士郑裕国看来✿◈★，这场变革以人工智能✿◈★、生物技术等为突破点✿◈★，其中✿◈★，合成生物制造扮演着关键角色✿◈★。合成生物制造将为精细化工行业带来怎样的变革✿◈★，又将如何重塑工业产品生产流程？近日✿◈★，郑裕国分享了自己的观点✿◈★。

　　“第一次工业革命以蒸汽机作为动力机广泛使用为标志✿◈★，第二次工业革命以电力的发现和广泛应用为标志✿◈★，第三次工业革命以原子能✿◈★、电子计算机等技术的发明为标志✿◈★。现在✿◈★，第三次工业革命仍在进行过程中✿◈★，但我认为✿◈★，第四次工业革命也正在发生✿◈★。”郑裕国谈到✿◈★，“第四次工业革命正以人工智能✿◈★、新材料✿◈★、分子工程✿◈★、虚拟现实✿◈★、量子信息✿◈★、生物技术等为突破口✿◈★，以提高资源生产率✿◈★、减少污染排放✿◈★、改变生活方式为实质特征奇虎口袋✿◈★。”

　　那么✿◈★，这场革命的核心领域究竟在哪里？谁又将引领这场变革？郑裕国将答案指向了一个交叉学科——合成生物制造✿◈★。 他阐释道✿◈★，“合成生物学”是指采用工程化设计理念✿◈★，对细胞进行定向设计✿◈★、改造乃至重新合成✿◈★，从而突破自然生命进化规律✿◈★，重塑自然生产线✿◈★。其目标直指物质的高效定向合成与精准转化亚星官网✿◈★。“合成生物制造”则是以多学科融合交叉为技术手段✿◈★，改造或创造自然功能的生命体及生物组分✿◈★，通过过程和系统强化✿◈★，实现物质的高效合成与精准转化✿◈★，再造产品大规模生产流程✿◈★，创造经济价值和社会效益的未来产业✿◈★。 郑裕国说✿◈★：“尤其是在医药✿◈★、农药✿◈★、食品等精细化工领域✿◈★，合成生物制造正催生新产业✿◈★、创建新模式✿◈★、建立新动能奇虎口袋✿◈★，推动这些工业领域向绿色低碳✿◈★、无毒低毒✿◈★、可持续发展模式转型✿◈★。这不仅是技术路线的革新✿◈★，更是一场生产关系的革命✿◈★。”

　　据郑裕国介绍✿◈★，与石化路线相比✿◈★，合成生物制造产品平均节能减排30%～50%亚星官网✿◈★，未来潜力将达到50%～70%✿◈★。他以工业催化剂为例作进一步说明✿◈★。在医药✿◈★、农药✿◈★、食品✿◈★、染料✿◈★、化工等多个工业领域亚星官网✿◈★，全球至少有4.2万种原料和化学中间体是依赖催化剂直接或间接合成的✿◈★。其中✿◈★，许多贵金属和非贵金属催化剂来自矿产✿◈★，属于不可再生资源✿◈★，且开采成本高✿◈★。“我们可以利用廉价的✿◈★、可再生的活性蛋白质作为生物催化剂替代化学催化剂奇虎口袋✿◈★，让生物转化替代化学转化过程亚星官网✿◈★，既实现催化剂原料的替代✿◈★，又实现绿色低碳生产✿◈★。”郑裕国说✿◈★。这一替代技术已得到工程化验证✿◈★。“最成功的一个例子就是丙烯腈通过腈水合酶生成丙烯酰胺✿◈★。20世纪80年代✿◈★，沈寅初院士获得腈水合酶微生物菌种✿◈★，进而实现大规模生产✿◈★，当时第一套工业化装置就建在东营✿◈★。”他说✿◈★，“腈水合酶替代原来的铜催化剂✿◈★，降低了反应温度✿◈★，促成丙烯酰胺的大规模生产✿◈★，继而生产聚丙烯酰胺✿◈★，用于水处理✿◈★、石油开采等多个行业✿◈★。”在此过程中✿◈★，生物制造将化工行业从高度依赖化石原料和高污染✿◈★、高排放的模式✿◈★，升级为绿色✿◈★、低碳✿◈★、循环可持续发展✿◈★。从资源分子向功能分子的精准转化✿◈★，更大程度地发挥了原子经济性✿◈★。

　　郑裕国指出✿◈★，合成生物制造正在成为先进制造业的核心构成✿◈★，是新发展格局中的重要产业板块✿◈★。2023年✿◈★，以合成生物学技术引领的市场规模达170亿美元✿◈★，年复合增长率为28.8%✿◈★。据预测✿◈★，到本世纪末✿◈★，生物制造有望创造数十万亿美元的经济价值✿◈★。

　　具体而言✿◈★，郑裕国阐述了2种物质生产新模式✿◈★：一是构建高效微生物细胞工厂✿◈★。采用工程化奇虎口袋✿◈★、智能化设计理念✿◈★，对细胞进行定向设计✿◈★、改造乃至重新合成✿◈★，实现物质的绿色高效合成✿◈★，对原料✿◈★、过程进行全替代✿◈★。二是构建高效产酶细胞✿◈★。利用酶或含酶生物细胞作为催化剂进行物质转化✿◈★，用于重构✿◈★、替代与强化化学品的生产过程✿◈★。

　　理论优势如何转化为产业实践？L－蛋氨酸的生物合成路线提供了典范答案✿◈★。作为生物体必需氨基酸中唯一的含硫氨基酸✿◈★，其在食品✿◈★、医药✿◈★、饲料等领域需求激增✿◈★。2023年全球L－蛋氨酸市场需求约170万吨亚星官网✿◈★，约330亿元✿◈★，产业已步入市场黄金期✿◈★，却也面临着来自生产技术和成本的挑战✿◈★。郑裕国团队创新开发“发酵—酶法制备L－蛋氨酸合成路线”✿◈★，通过合成生物学关键技术构建L－蛋氨酸前体细胞工厂✿◈★，耦联高产巯基转移产酶细胞✿◈★，实现L－蛋氨酸的高效生产✿◈★，是目前最可行的生物合成路线✿◈★。据悉✿◈★，该路线可以实现前体（OSH）稳定生产奇虎口袋✿◈★，达到产量140g/L以上亚星官网✿◈★，糖酸转化率80%以上✿◈★，处于国际领先水平亚星官网✿◈★。团队还以合成生物制造推动糖尿病治疗药✿◈★、心脑血管疾病治疗药亚星官网✿◈★、神经退行性疾病治疗药✿◈★、抗感染药等的发展✿◈★。

　　这些成功示范正在引发整个产业链的变革✿◈★。依托郑裕国团队技术✿◈★，江苏利民股份打造出全球首条万吨级气相合成－多酶催化生产高光学纯 L-草铵膦生产线✿◈★；浙江乐普药业建成我国首条阿托伐他汀钙化学-酶法合成生产线✿◈★；氨基酸✿◈★、特种维生素✿◈★、功能性糖和糖醇实现大规模生产……依托院士专家工作站✿◈★、浙工大—企业共创研究中心✿◈★、政校企共建的地方研究院✿◈★、项目合作开发✿◈★、成果转化等“政产学研”合作模式✿◈★，将实验室成果推向产业化✿◈★，支撑了“长三角合成生物制造大走廊”的发展✿◈★，2024年度✿◈★，大走廊实现总营收达近千亿✿◈★，且规模还在持续扩大✿◈★，影响力向全国延伸✿◈★。

　　“合成生物制造正在改变着物质的生产方式✿◈★，实现生产原料✿◈★、制造过程✿◈★、产品性质的重大革新✿◈★。通过建立低污染✿◈★、低能耗✿◈★、高原子经济性的产品生产路线✿◈★，降低碳排放✿◈★、提高生产效率✿◈★，这项技术将引领工业制造新的产业革命✿◈★。”郑裕国展望道✿◈★，“合成生物制造引领形成的新型工业体系正加速形成新质生产力✿◈★，必将支撑国民经济的快速发展✿◈★。”