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制造业的未来取决于生物技术

作者:John Cumbers,SynBioBeta的创始人及CEO。SynBioBeta是合成生物学领域的学者、投资人、工程师的优秀社区。

原文:https://www.forbes.com/sites/johncumbers/2020/04/23/the-future-of-manufacturing-is-built-with-biology-or-how-this-biotech-startup-is-challenging-the-trillion-dollar-global-chemical-industry/#350a99db3566

摘要
EnginZyme的技术可以利用自然界制造化学品的能力来显着降低制造业的设备和能源成本,从而潜在地改变数万亿美元的全球化学品市场

制造业是一门“粗鲁”的科学。我们摧毁山脉以提取重金属,然后在高压和高温下进行反应,以生产塑料,尼龙和橡胶之类的东西。而在自然界中,活细胞和生物体可以生产在各种环境中蓬勃生长所需的所有化学物质,通常所需要的只是碳原子和一些阳光。EnginZyme首席执行官Karim Engelmark Cassimjee说:“自然界显然有更好的解决方案。

2020年4月22日,星期三,EnginZyme宣布他们在由Sofinnova Partners领导的A轮融资中获得了640万欧元,使该公司的总资金超过1000万欧元。这家拥有6年历史的公司是斯德哥尔摩大学Arrhenius实验室的一部分,一直在悄悄研究一项新技术,该技术将彻底改变合成生物学对从食品原料到生物材料再到活性药物组分的生产的影响。

广义上讲,该公司采用生物制造作为他们的生产方法。与传统制造业相比,生物制造对环境更有利。而对环境有利的事物通常对企业也有利,因为这意味着生产过程需要更少的能源,更少的资源,更少的化学处理和更低的成本。生物制造在我们每天使用的产品中所占的份额越来越大。高性能生物电可能会出现在您的下一个智能手机,笔记本电脑,手表或电视中,这并不是因为它们是由生物制成的,而仅仅是因为它们可以更好地工作。

生物制造-无细胞?

但是令人惊讶的是EnginZyme采用的方法是无细胞技术。该技术可以利用生物学的方法进行构建,而无需细胞本身参与生产。

“我们的生产平台模仿发酵过程” EnginZyme的CEO卡西姆吉(Cassimjee)说。发酵是用来制作从泡菜到啤酒等等产品的古老工艺。几十年来,发酵一直是生物技术产业的基石。但是EnginZyme的技术有望将制造设备和维护的成本降低40%,并将能耗降低70%。卡西姆吉说:“我们在较低的温度和压力下使用生物酶催化剂代替金属催化剂。”这将改变游戏规则,使EnginZyme能够与化工行业中发展缓慢的巨头竞争,从而实现规模较小的按需制造。

承担化学工业

EnginZyme希望承担整个化学工业的重任,从塑料到散装化学制品。但是对于初创公司来说,这项任务并不容易。Cassimjee说:“对于每种应用,我们都必须开发一个化学过程并建立一个生产工厂。”最终愿景是开发一种行之有效的大规模生产策略,以生产所有化学方法所能生产的产品,以满足世界的需求。

EnginZyme使用的固定床技术已经广为人知,其分离技术也广为人知。EnginZyme的独特技术是一种可能改变生物制造模式的特殊材料,可以与酶结合,同时保持其功能。酶能够催化化学反应的发生,从而生产有价值的产品。当我们听说一家公司设计了一种细菌将糖转变为高价值化学品的公司时,实际上是细菌内部的一组酶将糖转化为化学物质。细菌只是充当产生和混合酶的微小反应器,促进了发酵过程。借助EnginZyme这项新技术,生物酶得以固定,各种成分均流经固定的酶,最终产物从另一端流出,这一过程无需细胞充当反应器。

终极制造平台

合成生物学和蛋白质设计界现在能够为各种新颖应用设计酶。而且由于酶是由20种不同氨基酸组成的长链,因此可用的具有各种可能功能的酶的数量超过了宇宙中恒星的数量,这为人类的应用提供了无限的空间。

“如果某个公司想要生产特定的分子,我们可以帮助他们实现这一目标。” Cassimjee 说。EnginZyme与一些生物催化剂公司合作,可以将生产过程扩展到工业生产规模。

通过将酶从细菌中分离出来,EnginZyme大大简化了化学生产过程,消除了使细菌存活所需的多余化学反应和能量。公司使用装满浓缩酶的柱子,而不是使用一大桶细菌来生产产品。通过这些浓缩的酶,可以连续地在柱子顶部供应原料,并从底部获取产品。正如Cassimjee所描述的那样,“这就像将人手工制造汽车与亨利·福特(Henry Ford)和自动装配线进行比较。”

营养界将是EnginZyme技术如何影响我们的一个例子。我们在蛋糕,饼干和调味料中添加的糖是均匀的,这意味着每个分子(蔗糖)都是相同的。但这是不自然的,而且肯定不健康。我之前写过有关开发健康的糖替代品的公司的信息,例如Codexis。EnginZyme的技术可以创造一个未来,使我们能够获得许多不同类型的健康糖和糖替代品,每种糖都适合不同的特定应用。

我们可以看到,塑料或其他分子也发生了同样的事情。目前,我们有用于不同目的的不同塑料分子(例如,塑料瓶或者塑料袋),但是在将来,我们可以开发出所有这些材料的更绿色替代品,从废物中产生它们或使其可生物降解。

后COVID世界中的投资和制造

许多初创企业会告诉您,受到当前疫情影响,许多风险投资现在几乎已经被冻结,因为这些基金正在评估哪些企业能够在COVID结束后的世界中生存。在此艰难时刻,EnginZyme却获得了如此规模的投资。因此,有些人必须相信,自己正在实现真正的变革。

生物制造不仅仅是要使我们目前的材料更便宜,还涉及将令人难以置信的新产品推向市场,这些新产品的性能超过了传统化学所能提供给我们的最好产品。通过学习和利用自然界提供的多样性,我们可以以更好的方式制造出更好的产品。

EnginZyme主页 http://enginzyme.com/

 

作者: 于浩然

本科及硕士毕业于天津大学,博士毕业于伦敦大学学院。现就职于浙江大学化学工程与生物工程学院,PI,博导。研究方向为蛋白质工程、生物催化剂、合成生物学等。



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