孫周通：我要做“超級酶”夢工廠

孫玉松

孫周通酷愛跑步。鄭州、上海、天津……這些城市在地圖上連成線，也是他“科研馬拉松”的軌跡。

作為中科院“百人計劃”入選者、天津工業生物技術研究所研究員，在生物合成和酶催化研究的跑道上，孫周通從未停下腳步。

時間也給予了他回饋。今年的新年前夕，他和團隊在環氧水解酶手性方面做出的最新研究成果發表在《美國化學會志》（JACS）上。

做最好的醫藥中間體

淡藍色的圓領套頭衫，利落的短發，簡練的言語，標準的“理科男”裝扮。剛剛出差回來的孫周通卻沒有一絲疲憊，反而神采奕奕。走進他的辦公室，第一感覺就是清爽，沒有一點的雜物，各種物品和瓶瓶罐罐擺放得整整齊齊。

2015年，從德國著名的馬普煤炭研究所學成回國，孫周通也把德國人的嚴謹作風和秩序感帶到了中科院天津工生所。在孫周通的辦公室里，最醒目的是墻上貼的一張超大圖表，上面標注了2015年以來世界最好的200種合成藥物名稱。孫周通說，圖表他剛回國時就貼到墻上了，目的就是為了時刻提醒自己，不要忘記了回國的目標。

說起自己的目標，孫周通突然變得靦腆起來，他搓著雙手，笑瞇瞇地說：“我從事生物合成蛋白質和酶催化研究。那張圖表就是我的終極目標。”孫周通告訴記者，那張表格里寫的都是現今最好的化學合成藥物。這些藥基本被全球頂尖的醫藥巨頭企業所壟斷，而國內很多的企業只能為他們提供原料和中間體。

眾所周知，在目前的技術水平下，獲取醫藥中間體，離不開化學合成方法。而這種方法容易產生大量廢氣、廢水，如果能利用生物合成技術，對生物酶的基因進行重新編輯，從而改變酶的特性，縮短化合反應時間，就可大幅度降低能耗、減少污染。孫周通說：“我的目標就是用生物合成方法，做出最好的醫藥中間體。”說話時，他又扭頭看了一眼辦公桌側面墻上的圖表。

為了實現這一目標，如今，孫周通過上了家和實驗室“兩點一線”的生活。同事們都打趣他，不是在實驗室，就是在去實驗室的路上，可他卻樂此不疲。“我們研究的技術早一天走出實驗室，應用起來，就能早一點減少企業排放的污染物。”孫周通說。

目前，孫周通和團隊正在進行乙胺丁醇生物合成生產實驗，作為抗結核干菌藥物的醫藥中間體，乙胺丁醇目前主要依賴化學合成辦法獲取，生產過程中不僅產生大量廢棄物，還伴生有重金屬污染物。

“采用生物合成辦法，就可大大減少廢棄物和污染排放。目前，在實驗室環境，我們已經跑通了生產全路徑，下一步我們將研究提升生物酶個體活性，提高酶的催化反應效率，爭取把研究成果早日應用到工業化生產中，生產出最好的中間體。”孫周通說。

專注研究神奇“口袋”

孫周通最早的研究方向是生物能源，直到來到德國馬普煤炭研究所做博士后，他了解到德國在生物合成研究和生物合成技術產業化方面的研究居于世界前沿，于是他把研究方向和重點逐漸轉向了生物合成研究。

“在德國時，我主要從事生物酶的定向進化方法研究，融合計算機輔助設計，主要做生物酶催化研究。”說起自己的研究，孫周通把自己做的工作稱為“口袋工程”。“修修補補，改變形狀，最近幾年的主要精力都放在‘口袋上了。”孫周通風趣地說。

他解釋說，酶是三維的空間結構，但每個酶都會有一個催化的位點，研究人員習慣稱之為“口袋”。“口袋”大小會有變化，形狀一變，生物酶的手性也會改變，催化效率和產生的功效也大不一樣。孫周通的工作主要是研究如何改變“口袋”的形狀，從而改變酶的手性，進而產生不同的催化反應。

說到這里，孫周通把自己的左右手疊加放到一起，解釋說：“人有左右手，但永遠不能重合，這是鏡像關系。研究手性，其實就是研究酶的鏡像關系。我要做的就是要改變酶的性能和結構，讓它們更好地服務于我們的生產生活。”

激活工業酶的“小宇宙”

“我是研究新酶和新酶反應設計的，希望有朝一日自己能設計一種超級工業酶。”孫周通說，這種酶經陽光照射，就會產生催化反應。這種“超級酶”不懼怕酸堿、高溫、高濕苛刻的工業環境，它皮實、高效，稍微改變它的手性，在催化合成不同物質時就能發揮不一樣的作用……

“科學研究要面向國民經濟主戰場。”采訪中孫周通反復提到這句話。工作中，他也是這么做的。回國短短2年間，他就承擔了中科院戰略生物資源服務網絡計劃生物資源衍生庫—酶庫的國家級研究課題。近年來，他申請國家級專利5項，已授權4項，還獲得了中國產學研創新成果獎1項……

說起這些，孫周通卻顯得格外低調。他說：“我是從事新酶和新反應設計的。在德國期間，我偏重基礎理論研究，現在回到祖國，研究要更貼近工業應用。如有可能，我愿意在酶的高效利用和工業化應用這條跑道上，一直跑下去，讓我們的生物合成事業站在世界最前沿！”

（本文轉自《科技日報》）