酶催化：亚洲领军，京都大学居首

以生物催化为核心内容的生物技术在支撑社会进步与经济发展技术体系中的地位已被提到空前的战略高度，并在世界范围内继医药和农业生物技术之后，掀起了第三个高潮。

传统的酶催化反应是指利用酶（纯酶或粗制酶）来催化化学转化的反应过程，现在泛指运用生物体系如细胞、基因重组菌和酶等生物催化系统进行化学转化的反应。酶催化和生物催化及生物转化是互为通用的概念。本领域的主要研究内容有生物催化体系（细胞和酶）的发现和筛选、具有高效和高选择性催化能力的基因重组菌的构建、新型生物催化反应的发现、生物催化反应在有机合成中的应用、酶催化反应机理的认识。

目前科学家们正在研究的主要科学问题包括：

1.能够催化新型有机合成反应生物催化体系和酶的发现和筛选。

2.提高已知反应的效率和选择性的生物催化体系和酶的发现和筛选。

3.充分运用现代生物技术的发展和成就，如运用基因重组、蛋白质结构改造、定向进化等手段来改造酶的结构和功能，以期获得新型生物催化剂。

4.充分运用基因工程手段，构建新型基因重组菌，实现复杂天然产物和具有药用前景的复杂化合物的组合生物催化和代谢工程调控。

5.运用生物催化途径实现有机化合物的高效合成，特别是手性医药、手性农药和手性中间体的生物催化合成，发展绿色合成化学。

6.充分运用现代分析方法和手段，结合计算化学和结合生物技术方法，阐明生物催化的机理，这也是整个生物催化研究领域中最具挑战性的理论研究方向。

7.催化性抗体（抗体酶）的研究。

8.细胞或酶的固定化及在化学工业上的应用。

由于生物催化具有高效和高选择性、反应条件温和、反应途径可控等特点已经成为当前有机化学、生物化学、分子生物学和生物技术研究的热点。生物催化的快速发展将会使传统化学工业面临巨大的挑战和变化。相信在今后的5－10年中，国内外生物催化的研究之竞争将更加激烈。

1994—2003年，酶催化领域的SCI论文共计7528篇，除2000年略有下降外，10年间基本呈平稳上升趋势（见图1）。共有74个国家和地区在这一领域发表的论文被SCI收录，论文总量在1994年571篇的基础上，2003年增加到904篇。与其它领域相似，本领域的研究成果及影响力主要集中在TOP20国，其论文数量占到第二个5年期全部论文的85.3%（见表7）。

美、德、英、日四国在酶催化领域的研究遥遥领先于其它国家，堪称该领域研究的第一梯队。10年间论文及引文数量排名稳居前四：以1999—2003年为例，四国论文总数接近当期总量的一半（49.4%），而引文数更是占据了60.7%的份额（见表7、表8）。

中国在本领域研究中发挥着一定的作用：论文数量、引文数量10年中稳健增长，第二个5年期分别排在第9、16位，与第一个5年期的位次相比，各前进了4位（见表7、表8）。这一排名相对其它领域的排名仍较落后。值得一提的是，经过第二个5年期的努力，中国的论文数量上与第二梯队国家的差距较第一个5年期显著减小，呈现出较好的发展态势（见表7）。

美、德、英、日四国在酶催化领域的研究遥遥领先于其它国家，堪称该领域研究的第一梯队。10年间论文及引文数量排名稳居前四：以1999—2003年为例，四国论文总数接近当期总量的一半（49.4%），而引文数更是占据了60.7%的份额（见表7、表8）。

中国在本领域研究中发挥着一定的作用：论文数量、引文数量10年中稳健增长，第二个5年期分别排在第9、16位，与第一个5年期的位次相比，各前进了4位（见表7、表8）。这一排名相对其它领域的排名仍较落后。值得一提的是，经过第二个5年期的努力，中国的论文数量上与第二梯队国家的差距较第一个5年期显著减小，呈现出较好的发展态势（见表7）。

比较中国论文在世界TOP10%引文基准中的数量，可以看出中国少有高影响力的SCI论文：10年中的论文中只有2.2%的论文入围TOP10%引文基准，和美国的32.1%相差甚远，不过从2000年的零起点到2003年的3篇，也是有所进步（见表1）。与此同时，中国论文篇均引文指标的国际比较结果也不容乐观：1994年位居水平线下但尚可与日本相提并论，而2002年与日本的差距未减反增，与美、英、德、法、日等国的距离也愈发凸显（见表2）。两组数据充分说明，虽然本领域中国论文的总被引频次逐年增长，但速度要缓于论文数量增长，且具有较高国际影响力的论文所占比例偏低。(www.xing528.com)

同为亚洲发展中国家的印度在酶催化领域的研究中小有建树。论文数量和被引频次分别从第一个5年期的世界第14、22名前进到第二个5年期的第12、14名。虽然近5年的论文数量以微弱劣势落后于中国，但在引用频次上却反超中国（见表7、表8）。

在酶催化领域的世界TOP10科研院所中，日本的京都大学以较大优势位居近5年论文数量首席，被引频次则紧随德国马普学会煤研究所名列第2位，显示出强劲的研究实力和国际影响力。以色列的希伯莱大学是本领域的一匹黑马，在论文数量和引用频次上皆名列第4。美国分别有4所和5所大学及科研机构入选论文和引文数量TOP10，表现出雄厚的群体优势（见表3、表4）。中国的科研院所在上述两个指标中与世界先进水平存在较大差距。（见表5、表6）。

图1 酶催化领域SCI 论文分布

图2 中国5 年期SCI 论文占世界份额之比

表1 美、日、德、英、法、中6 国的世界引文基准比较

注：TOP10%后的数字为被引频次，国名后的数字为≥ TOP10%被引频次的论文数。%为TOP10% 论文数与SCI论文总数之比。

表2 美、日、德、英、法、中6 国的篇均引文世界平均水平比较

图3 美、英、德、日、法、中6 国篇均引文频次与世界平均水平比较

表3 酶催化领域域世界TOP 10 科研院所（按1999— 2003 年SCI 论文数量排序）

表4 酶催化领域世界TOP 10 科研院所（按1999— 2003 年引文数量排序）

表5 酶催化领域中国TOP 5 科研院所（按1999— 2003 年SCI 论文数量排序）

表6 酶催化领域中国TOP 5 科研院所（按1999— 2003 年引文数量排序）

表7 1994 年—2003 年TOP20 国（地区）论文分布：酶催化领域

注：TOP20 国（地区）为1999 —2003 年论文最多的前20名国家（地区）。按1999 — 2003 年论文总数排列

表8 1994 年—2003 年TOP20 国（地区）论文引文频次分布：酶催化领域

注：TOP20 国（地区）为1999 —2003 年被引频次最多的前20名国家（地区）。按1999 — 2003 年被引频次总数排列。位次变化是指1999— 2003 年与1994 —1998 年两个时间段相比的变动情况。

原文链接：酶催化