鲜度提升2倍的蚝油汁、能辅助调节血压的功能豆浆……你知道吗？这些看似神奇的产品背后，藏着一个共同的“密码”——AI设计的酶分子。

酶是生物制造的关键，但传统酶改造如同“盲人摸象”，效率低、成本高。而在“大零号湾”，华东师大教授、国际知名酶工程专家张鲁嘉创办的上海嘉倍潆生物科技有限公司，将酶设计的复杂度大幅降低，对标国际巨头的十多款产品，不仅在食品、医药等领域打开了国产替代的大门，而且在皮革、造纸等行业的产业升级方面也实现了重大突破。

“我们的酶就像‘生物合成的芯片’，能嵌入各种场景。”张鲁嘉告诉记者。

张鲁嘉教授团队在实验室工作

从“章鱼捕食”到“水斗篷”

科研工作者的“异想天开”

“酶的催化过程很复杂，就像大章鱼捕食，要游过去、抓住猎物、一口口吞下，再消化排出，每一步都是连续的动态变化。”张鲁嘉用这个生动的比喻解释传统酶设计的困境。过去，科学家们试图计算整个催化过程，计算量惊人。而张鲁嘉团队提出的“近进攻态高效计算设计理论”则直接抓取最核心的构象进行计算，让复杂度下降了多个数量级。

这一理论支撑的“SMART”智能酶分子设计改造平台，已迈入第三代AI驱动阶段。不同于行业内“以实验为主”的定向进化技术，或“以计算为主”的蛋白质设计技术（前两代技术处理难度极高），嘉倍潆融合了解析氨基酸序列的Transformer模型与解析蛋白结构的GNN模型，构建出多模态AI系统。“我们整合了序列、结构、能量参数等多维信息，预测精准度已达国际领先水平。”张鲁嘉说。

随着酶设计从盲目试错转向精准定制，团队已建立国内首个收录超20万条数据的轻工酶数据库，同时在国家智能实验室支持下，正建设全球最大的“漏斗型”数据库。更令人瞩目的是，团队对“全水相生物肽键合成酶”的突破——这项成果最初被张鲁嘉戏称为科研工作者的“异想天开”。

几十年来，学界公认水相环境中无法实现肽键连接。一次望着樱桃河沉思时，张鲁嘉突然想到：“化学反应存在逆反应，既然有蛋白水解酶，那是不是也能反过来合成蛋白质？”他顺着蛋白质合成的基本原理推演：“在利用核糖体合成蛋白质时，庞大的分子机器核糖体会构建封闭空间隔绝水，我们能不能仿照这个逻辑？”

循着这一思路，团队最终在酶表面构建出类似“水斗篷”的疏水反应腔，让纯水环境下的肽键连接成为现实。这项技术不仅能合成高强度蛛丝（解决了蜘蛛养殖难、蛛丝片段短的行业难题），还能精准合成阿尔茨海默病检测试剂盒的关键抗体片段。“它甚至能在活体细胞里使用，未来应用会远超想象。”张鲁嘉眼中闪烁着兴奋的光芒。

从实验室到酱油瓶

高校教师经营企业的“任性”

不同行业对酶的需求千差万别。食品加工要增鲜不降质，医药检测需精准到单个氨基酸，饲料生产则要求酶能扛住85℃制粒高温。嘉倍潆的解法是用SMART平台“量身定制”。

“不是先做酶再找应用，而是企业先把问题抛过来，我们复刻场景再设计。”张鲁嘉解释了嘉倍潆的独特逻辑。比如与海天味业合作的增鲜酶，团队先拿到了样品，再根据样品做出了具备最适活性和选择性的酶，最终让鲜味氨基酸含量提升5倍，鲜味提升2倍。现在嘉倍潆服务的十几家企业里，有海天、清美这样的巨头，也有初创公司。

这种能力让嘉倍潆在国产替代中突围。面对某些国际品牌垄断90%高端市场的现状，张鲁嘉的策略很直接：“我们选择做高端酶，因为国内酶企业多聚焦淀粉酶等大宗品类，而高端酶技术壁垒高、附加值大。”依托顶尖科研实力，嘉倍潆构建了“别人做不出，我们能做”的核心竞争力。

“高端酶的价值不在酶本身，就像芯片嵌入手机，我们这款‘生物合成芯片’要嵌入产业解决实际问题，才是国产替代的关键。”这也是张鲁嘉认为自己作为高校教师经营企业的“任性”之处。

从樱桃河到碳未来

探索酶制剂的无限可能

2024年5月，嘉倍潆入驻大零号湾华东师大孵化器，这里的“全链条支持”让张鲁嘉少了后顾之忧。“孵化器帮我们对接融资、合作资源，连办公场地都是现成的。”更关键的是高校资源的协同。张鲁嘉举例，上海交大的冷冻电镜价值数千万，维护费每年超百万，企业无法负担，而通过产学研合作，这些资源就能直接服务于实验室。

在这片创新创业沃土的滋养下，嘉倍潆团队的冯英慧博士凭借酶分子设计项目斩获第四届“海聚英才”全球创新创业大赛金聚奖，硬核技术实力得到权威认证。

在张鲁嘉眼中，酶的潜力才刚刚展露冰山一角。从更宏大的视角出发，他正思索“二氧化碳固定”这样的终极命题——他相信酶能像合成氨技术改变农业那样，改写人类利用碳资源的历史。

如今，站在办公室窗前，张鲁嘉的视野里不仅有樱桃河的潺潺流水，更清晰映照出酶制剂产业的无限可能。在计算科学、实验技术与AI算法共同铺就的创新之路上，嘉倍潆正推动着“中国智造”的酶，一步步走向更广阔的全球舞台。