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未来我们希望来把抗体、细胞因子等变为大健康的产品，在这样的情况下，我们必须把成本做低，按照原来的方式生产，成本肯定是偏高的，那这个时候我们应该怎么选择？用您这种无细胞技术能做吗？

崔金辉

大健康

细胞

2023-05-05

确实要看最终单位蛋白的成本，其实如果从生产流程上来说，像我们采用的这套无细胞系统，它本质上还是基于微生物发酵的一套无细胞系统，因为前期也要做微生物发酵的事情，你在做完微生物发酵以后，还要把细胞给破碎掉，加一些氨基酸的底物在里边，它从成本上来说，势必要比这种原核的发酵要多一点。但是如果折算到单位体积发酵体积的蛋白产率方面，这就是另外一个问题。

比如一升的微生物发酵只能产生十个毫克的蛋白，但是如果一升的微生物发酵体系，把它做成无细胞体系能产100毫克的蛋白，那这个蛋白产率就可以覆盖掉多出来的那部分成本，甚至能够更有优势，这个时候，可能无细胞技术，就是比较好的工业化生产技术。

你们的无细胞技术与传统的细胞工艺相比，有哪些优势？

崔金辉

无细胞

2023-05-05

我们无细胞技术其实它有三个核心优势：

第一个就是快，无论是在研发的过程当中加速研发，还有在这种特殊的应用场景，比如军方在战场上快速的生产疫苗，快。

第二个就是它的各种高通量，可以短时间内，平行的去表达很多的蛋白，成千上万个。

第三个就是刚才提到的利用无细胞技术生产这种细胞难表达蛋白或者是对细胞有毒的蛋白。

我觉得这是无细胞跟传统的细胞相比，最核心的3个优势。

你们用无细胞技术做抗体、疫苗、各种细胞因子等类似的产品能不能替代原有的细胞生产工艺？成本对比情况如何？

崔金辉

无细胞

疫苗研发

抗体药

2023-05-05

张教授在讲的过程当中也提到了，对于蛋白生产本身来说，可能对于一些高价值的蛋白，它的生产成本本身并不重要，它的功能才是最重要的。我们用无细胞技术其实可以实现很多细胞做不出来的蛋白，比如有细胞毒的蛋白或者一些特殊的情况下，像美国做无细胞蛋白表达平台的公司，他用无细胞蛋白表达，把非天然氨基酸给插到蛋白序列当中去，那它就实现了功能上的突破，传统你用细胞去做这件事情是非常低效的，用无细胞可以实现质的突破，还是非常具有优势的。

但是对于生产一些大宗的蛋白产品，比如很多工业化的一些酶，可以做到几百块钱一公斤，或者更便宜的水平，这些东西我觉得完全没有必要用无细胞的技术去做，用现有的成熟工业技术就可以去做了。真正无细胞它的优势在于，传统细胞很难生产的或者高价值的蛋白上。

成本方面还是要根据具体蛋白来分析，比如刚才张教授提到的工业酶，可以做到几百块钱一公斤，非常便宜。在目前阶段，无细胞肯定难以做到这种水平，所以未来对于技术的商业化应用来说，它的选品是很重要的。像这种工业化便宜的几百块钱甚至几十块钱一公斤的产品肯定不适合用无细胞的技术去做，这个无细胞技术更适合做一些高价值的或者它的生物学功能用细胞做不出来的东西。

您刚才提到用淀粉制能源，为新能车供能，但是淀粉作为储能物质，再用酶催化，这是一个能量缓释的过程，这个效率能满足新能源车短时间内高能荷的放电需求吗？

张以恒

合成淀粉

催化酶

酶

2023-05-05

这是一个工程上非常核心的问题。比如一个小型氢能源汽车1小时需要1公斤氢气，一辆 SUV需要2公斤氢气，那么如果我要开车，这个产氢速度一定要满足1小时1到2公斤氢气，因为有这个目标，你可以反过来算糖代谢的速度。

举几个例子来证明，其实我们在过去十几年里把产氢速度提高了1000倍，如果要满足1小时1公斤的产氢速度还要提高10倍。但是我们从工程上来说，我认为完全是可行的。

微生物的糖代谢速度最快差不多每小时10克糖，这种微生物一般指运动假单胞菌，它是这个代谢速度，几乎是微生物的上限。我们也知道酶催化一般反应速度是微生物代谢的10倍以上。基于这两个事实，还有日本人以前用甲酸脱氢酶生产甲酸产氢，它的最高速度也已经满足了开车需求，也就是只要我们往下做，我们就能大幅提高产氢速度，所以我们对未来产氢速度能满足现场现用还是很乐观的，从工程来说，我看到了上限，我不觉得这有什么障碍，而且我们很多新技术都还没用，比如微通道反应器大幅提高反应速度、酶催化反应速度这些技术都还没用呢。

您刚才提到用体外多酶分子机器制塔格糖等等，采用的是多酶体，那这个酶的稳定性如何？

张以恒

多酶体系

体外

2023-05-05

一开头先要挑自然界稳定的酶，因为我们需要长期稳定，所以我们一开头挑的都是高温酶，这些高温酶的生长温度是在80度以上，然后我们把这个酶在大肠杆菌表达，很多酶它在常温就是稳定的，比如最常见的PCR的Taq酶就是高温酶，所以把它温度降到60度、50度它会非常稳定。

但是很多时候我们对这个还不满意，我们再进行固定化，一做固定化，它的酶的稳定性能提高10倍甚至100倍。但我们一定要强调低成本固定化，比如在中国最常见的固定化手段是树脂固定化，树脂固定化存在很大的局限，第一个树脂成本贵，第二个是酶被固定化以后，它的酶活损失很大，也就是在很多酶活很低的催化过程中树脂固定化是无法使用的，所以我们现在花了很多力气研发这种通用型的、低成本的酶固定化技术。