【系列专题】永农生物：多酶级联生物催化生产精草铵膦

  永农生物：多酶级联生物催化生产精草铵膦  

推进化肥农药减量增效是全方位夯实粮食安全根基，加快农业全面绿色转型的必然要求，也是保障农产品质量安全、加强生态文明建设的重要举措。目前草胺膦已成为全球第二大转基因作物耐受除草剂，永农生物首次实现精草铵膦（L-草胺膦）的发酵工艺的升级既是对卓越品质的坚守和技术创新的追求，更是积极响应国家农业部的号召，扎实推进″化肥农药减量增效″。

L-草铵膦是自然界天然存在的，可以由三肽化合物——双丙氨膦在植物体内代谢产生。市售的草胺膦多为外消旋体，研究表明精草铵膦的除草活性接近于草铵膦的两倍。因此精草铵膦的大面积推广使用能够降低50%的施药量、减轻农田耕作过程中对环境造成的负担，且在土壤中易分解，对人类和动物的毒性较小，符合国家大力推广的农药减量增效政策，也更加符合目前日益深入人心的绿色环保理念。永农生物科学有限公司在国内首家登记了精草铵膦的登记和制剂。

长期以来，手性纯药物的合成一直是药物化学领域的研究热点，精草铵膦具有1个手性中心。其手性中心的构建方式主要有4种：1）手性辅助剂诱导法，利用手性辅助试剂，通过手性诱导作用，构建手性中心；2）天然氨基酸手性源法，借助天然氨基酸作为手性源，经转化得到精草铵膦；3）不对称合成法，通过手性催化剂的催化不对称反应，构建手性中心；4）外消旋体拆分法，通过外消旋体的手性拆分。但当前精草铵膦化学合成面临步骤冗长、合成路线复杂、收率低、手性拆分试剂昂贵等困境，并不利于大规模投产。在化学合成无法形成突破的情况下，生物催化由于具有立体选择性严格、反应条件温和、收率高等优点，展现了其替代传统化学合成的潜力。

永农生物联合生物催化与生物合成领域专家、魏东芝教授团队，开展《手性纯草铵膦（精草铵膦）除草剂绿色生物制造技术与应用》专项攻关，借助魏东芝教授团队二十多年在酶工程与生物催化方面的技术优势以及永农生物在草铵膦生产与应用方面的经验积累，围绕精草铵膦绿色生物制造关键技术，创新了高活性、高对映选择性酶定制技术和多酶自组装生物催化技术，创建了高底物浓度、纯水反应体系，通过生物催化技术，实现将草铵膦外消旋体（D，L-草铵膦）近100%效率转化为精草铵膦（L-草铵膦），具备显著的成本优势，技术水平与产品质量均达国际领先，并形成了自主知识产权科技创新体系。

该项目在永农生物浙江上虞工厂已实施产业化，建成了可实现年产5000吨精草铵膦生物催化新生产线。2020年精草铵膦产品金百速®（10%精草铵膦SL）成功上市，首年销量突破1800吨，相当于直接向农田减排680吨手性D-草铵膦无效体，次年销量突破5000吨，获得了中国植保市场最具爆发力产品、中国农化行业匠心产品等多项荣誉。3年来，项目推广团队联合全国渠道客户通过召开产品上市会议、派发体验样品和开展田间示范观摩等方式，对一线农技人员和种植户进行科学用药培训，介绍使用精草铵膦更加″高效、低毒、绿色、环保″的除草理念，积极响应国家农业″减量增效″、″绿色防控″的发展方针。当前，永农生物生物法10% 精草铵膦SL系列产品已经获得″中国绿色食品生产资料″认证，并成功登记″柑橘园、葡萄园、香蕉园、花椰菜田、豇豆田、非耕地″等应用范围/场所，更多作物应用正在持续申报登记中。

永农生物是一家注重研发投入和人才培养的高新技术企业，建有以博士、硕士等高端人才为主的2个技术研发中心和4个生产基地，与浙江大学、华东理工大学、浙江工业大学等科研院所长期保持良好合作。2021-2022年，申请国内和国际发明专利18项，新产品登记费用过亿元，每年都在投入大量的人力、物力、财力不断开发高效、绿色、安全的产品。未来永农生物会持续在原药品类方面、除草剂领域创新研发方面增加投入，同时在向杀虫剂、杀菌剂、生物农药等领域不断探索与发展。