致力于能源生物技术、合成生物学和化学生物学领域的研究，目标是形成获取液体生物燃料及生物基化学品的原创性、前瞻性技术，并揭示相应转化过程的分子机制。

能源生物技术

      研究以生物转化技术为核心，将生物质转化为液体生物燃料和生物基化学品所涉及的基础科学和工程技术问题，内容包括微生物油脂发酵及液体生物燃料技术、生物基平台化合物制备技术和非常规碳资源生物利用技术。

代表性论文：

1. Huang QT, Kamal R, Shen HW, Lu HB, Song JY, Chu YD, Xue C*, Zhao ZK*. Pilot-scale conversion of corn stover into lipids by the red yeast Rhodosporidium toruloides. J. Environ. Chem. Eng. 2022, 10, 108858.

2. Kamal R, Huang QT, Li Q, Chu YD, Yu X, Limtong S, Xue S, Zhao ZK*. Conversion of Arthrospira platensis biomass into microbial lipids by the oleaginous yeast Cryptococcus curvatus. ACS Sust. Chem. Eng. 2021, 9(33), 11011–11021.

3. Kamal R, Liu YX, Li Q, Huang QT, Wang Q, Yu X, Zhao ZK*. Exogenous L-proline improved Rhodosporidium toruloides lipid production on crude glycerol. Biotechnol. Biofuels 2020, 13, 159.
   

4. Liu HF, Han JY, Huang QT, Shen HW, Lei LJ, Huang ZP, Zhang ZX, Zhao ZK*, Wang F*. Catalytic hydrodeoxygenation of methyl stearate and microbial lipids to diesel-range alkanes over Pd/HPA-SiO₂ catalysts. Ind. Eng. Chem. Res. 2020, 59(39), 17440–17450.

5. Dai XZ, Shen HW, Li Q, Rasool K, Wang Q, Yu X, Wang L, Bao J, Yu DY*, Zhao ZK*. Microbial lipid production from corn stover by the oleaginous yeast Rhodosporidium toruloides using the PreSSLP process. Energies 2019, 12, 1053.

6. Peng C, Chen Q, Gao HW, Hu G, Li CZ*, Wen JL, Wang HS, Zhang T, Zhao ZK, Sun RC, Xie HB*. Effects of extraction methods on structure and valorization of corn stover lignin by Pd/C catalyst. ChemCatChem 2017, 9(6), 1135–1143.

7. Gong ZW*, Shen HW, Zhou WT, Wang YD, Yang XB, Zhao ZK*. Efficient conversion of acetate into lipids by the oleaginous yeast Cryptococcus curvatus. Biotechnol. Biofuels 2015, 8, 189.

8. Yang XB, Jin GJ, Gong ZW, Shen HW, Bai FW, Zhao ZK*. Recycling microbial lipid production wastes to cultivate oleaginous yeasts. Bioresour. Technol. 2015, 175, 91–96.

合成生物学 

      研究重要工业微生物的代谢调控规律及其分子基础，并进行菌株性状工程改造，内容包括合成微生物学、产油酵母系统生物学、脂质合成代谢调控机制和萜类化合物细胞工厂构建。

代表性论文：

1. Liang SY, Zhang Y, Lyu LT, Wang S, Zhao ZK*. Secretory expression of β-1,3-glucomannanase in the oleaginous yeast Rhodosporidium toruloides for improved lipid extraction. Bioresour. Bioprocess. 2023, 10, 16.

2. Zhang Y, Zhang SF, Chu YD, Zhang Q, Zhou RH, Yu D, Wang S, Lyu LT, Xu GW, Zhao ZK*. Genetic manipulation of the interconversion between diacylglycerols and triacylglycerols in Rhodosporidium toruloides. Front. Bioeng. Biotechnol. 2022, 10, 1034972.

3. Lyu LT*, Chu YD, Zhang SF, Zhang Y, Huang QT, Wang S, Zhao ZK*. Engineering the oleaginous yeast Rhodosporidium toruloides for improved resistance against inhibitors in biomass hydrolysates. Front. Bioeng. Biotechnol. 2021, 9, 768934.

4. Wang S, Kamal R, Zhang Y, Zhou RH, Lv LT, Huang QT, Qian SRGL*, Zhang SF*, Zhao ZK. Expression of VHb improved lipid production in Rhodosporidium toruloides. Energies 2020, 13(17), 4446.

5. Jiao X, Zhang Y, Liu XJ, Zhang Q, Zhang SF*, Zhao ZK*. Developing a CRISPR/Cas9 system for genome editing in the basidiomycetous yeast Rhodosporidium toruloides. Biotechnol. J. 2019, 14, 1900036.

6. Wang YN, Zhang SF*, Zhu ZW, Shen HW, Lin XP, Jin X, Jiao X, Zhao ZK*. Systems analysis of phosphate-limitation induced lipid accumulation by the oleaginous yeast Rhodosporidium toruloides. Biotechnol. Biofuels 2018, 11, 148.

7. Zhu ZW, Zhou YJ, Krivoruchko A, Grininger M, Zhao ZK*, Nielsen J*. Expanding the product ortfolio of fungal type I fatty acid synthases. Nat. Chem. Biol. 2017, 13(4), 360–362. 

8. Zhu ZW, Zhang SF, Liu HW, Shen HW, Lin XP, Yang F, Zhou YJ, Jin GJ, Ye ML, Zou HF*, Zhao ZK*. A multi-omic map of the lipid-producing yeast Rhodosporidium toruloides. Nat. Commun. 2012, 3, 1112.

化学生物学 

      研究利用外源化学物质，通过介入式方法或途径，在分子层面对微生物的代谢和生理功能进行调控，揭示其详细作用机制，拓展对生物过程化学本质的科学认识，构建可控、可设计的生物体系。内容包括能量化学生物学方法研究、非天然辅酶及化学探针合成和化学—生物杂合体系设计。

代表性论文：

1. Li Q, Guo XJ, Wang XY, Wang JT, Wan L, Xue HZ, Zhao ZK*. Creation of cytochrome P450 catalysis depending on a non-natural cofactor for fatty acid hydroxylation. J. Energy Chem. 2023, 79, 31–36.

2. Wang XY, Feng YB, Guo XJ, Wang Q, Ning SY, Li Q, Wang JT, Wang L, Zhao ZK*. Creating enzymes and self-sufficient cells for biosynthesis of the non-natural cofactor nicotinamide cytosine dinucleotide. Nat. Commun. 2021, 12(1), 2116.

3. Guo XJ, Liu YX, Wang Q, Wang XY, Li Q, Liu WJ, Zhao ZK*. Non-natural cofactor and formate-driven reductive carboxylation of pyruvate. Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59(8), 3143–3146.

4. Liu YX, Feng YB, Wang L, Guo XJ, Liu WJ, Li Q, Wang XY, Xue S*, Zhao ZK*. Structural insights into phosphite dehydrogenase variants favoring a non-natural redox cofactor. ACS Catal. 2019, 9(3), 1883–1887.

5. Wang L, Ji DB, Liu YX, Wang Q, Wang XY, Zhou YJ, Zhang YX, Liu WJ*, Zhao ZK*. Synthetic Cofactor-Linked Metabolic Circuits for selective energy transfer. ACS Catal. 2017, 7(3), 1977–1983.

6. Zhang YX, Pan YB, Liu WJ, Zhou YJ, Wang KY, Wang L, Sohail M, Ye ML, Zou HF*, Zhao ZK*. In vivo protein allylation to capture protein methylation candidates. Chem. Commun. 2016, 52(40), 6689–6692.

7. 王磊，刘武军，刘玉雪，王雪颖，赵宗保*. 正交氧化还原体系及其应用. 中国科学：生命科学 2015, 45(10), 969–975.

8. Ji DB, Wang L, Hou SH, Liu WJ, Wang JX, Wang Q, Zhao ZK*. Creation of bioorthogonal redox systems depending on nicotinamide flucytosine dinucleotide. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133(51), 20857–20862.

081703-生物化工
070321-化学生物学

生物质转化, 合成生物学
生物有机化学, 化学生物学

1995-09--1998-07   中国科学院上海有机化学研究所   博士学位
1992-09--1995-07   湖南师范大学   硕士学位

1998年7月中国科学院上海有机化学研究所 研究生毕业

1998年7月于中国科学院上海有机化学研究所 获得理学博士学位

博士后 (2001.03-2003.10 )　 美国 德克萨斯大学奥斯汀 药学院 
博士后 (1998.08 - 2001.02)　美国 明尼苏达大学 化学系　

2003.11—至今   中国科学院大连化学物理研究所，组长，研究员

2015.02—至今   中国科学院大连化学物理研究所，室副主任，组长，研究员

2015-04~现在, 中国科学院大连化学物理研究所, 室副主任，组长/研究员
2003-11~2015-03,中国科学院大连化学物理研究所, 组长/研究员
2001-03~2003-10,University of Texas at Austin, 博士后
1998-08~2001-02,University of Minnesota, 博士后

2018-10-01-今,中国化工学会生物化工专业委员会, 副主任委员
2016-01-01-今,中国生物工程学会工业及环境生物技术专业委员会, 委员
2016-01-01-今,FEMS Yeast Research, 编辑
2014-01-01-今,中国能源学会专家委员会, 委员
2012-01-01-今,中国化工学会离子液体专业委员会, 委员
2010-01-01-今,中国化学会化学生物学专业委员会, 委员
2010-01-01-今,中国可再生能源学会生物质能专业委员会, 理事

生物化工
生物质制生物柴油

   

（1） 产油酵母脂质代谢调控的分子基础, 二等奖, 省级, 2021
（2） 辽宁省优秀科技工作者, 省级, 2020
（3） 中国可再生能源学会优秀科技工作者, 省级, 2020
（4） 微生物油脂技术, 一等奖, 市地级, 2018
（5） 非常规溶剂介导的生物质转化, 二等奖, 省级, 2018
（6） 可再生液体燃料绿色生物炼制的基础及调控理论, 二等奖, 省级, 2017
（7） 新加坡生物能源学会成就奖 (BESS Achievement Award), 其他, 2016
（8） 丹参酮生物合成途径解析及其合成生物学研究, 一等奖, 国家级, 2015
（9） 离子液体介导的生物质转化, 一等奖, 市地级, 2013
（10） 中国化工学会离子液体与绿色过程青年奖, 国家级, 2011

（ 1 ） 一种生物柴油的制备方法, 发明, 2008, 第 2 作者, 专利号: 200510047287.4
（ 2 ） 一种生产生物油脂和生物柴油的方法, 发明, 2010, 第 4 作者, 专利号: 200610046091.8
（ 3 ） 一种微生物油脂的制备方法, 发明, 2010, 第 2 作者, 专利号: 200610047225.8
（ 4 ） 一种在离子液体中高效水解纤维素的方法, 发明, 2010, 第 1 作者, 专利号: 200710011046.3
（ 5 ） 一种在离子液体中高效水解木质纤维原料的方法, 发明, 2010, 第 1 作者, 专利号: 200710011882.1
（ 6 ） 一种微生物油脂提取方法, 发明, 2013, 第 1 作者, 专利号: 201010593183.4
（ 7 ） 一种产油微生物的培养方法, 发明, 2015, 第 1 作者, 专利号: 201210020546.4
（ 8 ） 一种产油微生物培养的方法, 发明, 2014, 第 1 作者, 专利号: 200910219980.3
（ 9 ） 一种产油微生物的培养方法 , 发明, 2014, 第 1 作者, 专利号: 201010202215.3
（ 10 ） 一种以玉米秸秆为原料制备微生物油脂的方法, 发明, 2013, 第 1 作者, 专利号: 200710012101.0
（ 11 ） 一种NAD+类似物及其合成和应用, 发明, 2012, 第 1 作者, 专利号: 200810010285.1
（ 12 ） 一种微波促进制备5-羟甲基糠醛的方法, 发明, 2012, 第 1 作者, 专利号: 200710158826.0
（ 13 ） 一种长链脂肪酸酯的制备方法, 发明, 2017, 第 1 作者, 专利号: ZL 201210559238.9
（ 14 ） 一种含酮基的全生物基聚酯及其制备方法, 发明, 2017, 第 2 作者, 专利号: ZL 201410513149.X

代表性论文 （已发表论文100余篇，详情参考: http://www.bioconversion.dicp.ac.cn/doshow1.php?id=1） 

1. Wang XY, Feng YB, Guo XJ, Wang Q, Ning SY, Li Q, Wang JT, Wang L, Zhao ZK*. “Creating enzymes and self-sufficient cells for biosynthesis of the non-natural cofactor nicotinamide cytosine dinucleotide” Nat. Commun. 2021, 12(1), 2116.
2. Liu YX*, Guo XJ, Liu WJ, Wang JT, Zhao ZK. “Structural Insights into Malic Enzyme Variants Favoring an Unnatural Redox Cofactor” ChemBioChem 2021, 22, 1765–1768.
3. Guo XJ, Liu YX, Wang Q, Wang XY, Li Q, Liu WJ, Zhao ZK. “Non-natural cofactor and formate-driven reductive carboxylation of pyruvate” Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59(8), 3143–3146.
4. Liu YX, Feng YB, Wang L, Guo XJ, Liu WJ, Li Q, Wang XY, Xue S, Zhao ZK. “Structural insights into phosphite dehydrogenase variants favoring a non-natural redox cofactor” ACS Catal. 2019, 9(3), 1883–1887.
5. Jiao X, Zhang Y, Liu XJ, Zhang Q, Zhang SF, Zhao ZK. “Developing a CRISPR/Cas9 system for genome editing in the basidiomycetous yeast Rhodosporidium toruloides” Biotechnol. J. 2019, 14(7), 1900036.
6. Dai XZ, Shen HW, Li Q, Rasool K, Wang Q, Yu X, Wang L, Bao J, Yu DY, Zhao ZK. “Microbial lipid production from corn stover by the oleaginous yeast Rhodosporidium toruloides using the PreSSLP process” Energies 2019, 12(6), 1053.
7. Wang YN, Zhang SF, Zhu ZW, Shen HW, Lin XP, Jin X, Jiao X,Zhao ZK. "Systems analysis of phosphate-limitation induced lipid accumulation by the oleaginous yeast Rhodosporidium toruloides" Biotechnol. Biofuels 2018, 11, 148.
8. Zhu ZW, Zhou YJ, Krivoruchko A, Grininger M, Zhao ZK, Nielsen J. “Expanding the product portfolio of fungal type I fatty acid synthases” Nat. Chem. Biol. 2017, 13(4), 360–362.
9. Wang L, Ji DB, Liu YX, Wang Q, Wang XY, Zhou YJ, Zhang YX, Liu WJ, Zhao ZK. “Synthetic cofactor-linked metabolic circuits for selective energy transfer” ACS Catal. 2017, 7(3), 1977–1983.
10. Zhang YX, Pan YB, Liu WJ, Zhou YJ, Wang KY, Wang L, Sohail M, Ye ML, Zou HF, Zhao ZK. “In vivo protein allylation to capture protein methylation candidates” Chem. Commun. 2016, 52(40), 6689–6692.
11. Gong ZW, Shen HW, Yang XB, Wang Q, Xie HB, Zhao ZK. “Lipid production from corn stover by the oleaginous yeast Cryptococcus curvatus” Biotechnol. Biofuels 2014, 7, 158.
12. Guo J, Zhou YJ, Hillwig ML, Shen Y, Yang L, Wang YJ, Zhang XN, Liu WJ, Peters RJ, Chen XY, Zhao ZK, Huang LQ. “CYP76AH1 catalyzes turnover of miltiradiene in tanshinones biosynthesis and enables heterologous production of ferruginol in yeasts” Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2013, 110(29), 12108–12113.
13. Zhu ZW, Zhang SF, Liu HW, Shen HW, Lin XP, Yang F, Zhou YJ, Jin GJ, Ye ML, Zou HF, Zhao ZK. “A multi-omic map of the lipid-producing yeast Rhodosporidium toruloides” Nat. Commun. 2012, 3, 1112.
14. Zhou YJ, Gao W, Rong QX, Jin GJ, Chu HY, Liu WJ, Yang W, Zhu ZW, Li GH, Zhu GF, Huang LQ, Zhao ZK. “Modular pathway engineering of diterpenoid synthases and the mevalonic acid pathway for miltiradiene production” J. Am. Chem. Soc. 2012, 134(6), 3234–3241.
15. Ji DB, Wang L, Hou SH, Liu WJ, Wang JX, Wang Q, Zhao ZK. “Creation of bioorthogonal redox systems depending on nicotinamide flucytosine dinucleotide” J. Am. Chem. Soc. 2011, 133(51), 20857–20862.
16. Hu CM, Wu SG, Wang Q, Jin GJ, Shen HW, Zhao ZK. “Simultaneous utilization of glucose and xylose for lipid production by Trichosporon cutaneum” Biotechnol. Biofuels 2011, 4, 25.

   

（ 1 ） 木质纤维素资源高效生物降解转化中的关键科学问题研究, 参与, 国家级, 2011-01--2015-08
（ 2 ） 新功能人造生物器件的构建及集成, 主持, 国家级, 2012-01--2016-08
（ 3 ） 产油酵母应答磷限制的机制及其应用研究, 主持, 国家级, 2012-01--2015-12
（ 4 ） 基于压电效应的NAD+与苹果酸酶非共价相互作用研究, 参与, 国家级, 2012-01--2014-12
（ 5 ） 高还原度化合物生物制造的基础研究, 主持, 国家级, 2014-01--2017-12
（ 6 ） 自噬降解通路对产油酵母油脂积累的影响及其分子机制, 参与, 国家级, 2014-01--2016-12
（ 7 ） 木质纤维素类生物质水相催化制取燃料与全成分转化利用, 主持, 部委级, 2012-10--2014-12
（ 8 ） 产油酵母基因工程改造, 主持, 研究所（学校）, 2013-09--2014-12
（ 9 ） 人工辅酶NCD介导选择性扰动氧化还原代谢的基础研究, 主持, 国家级, 2016-01--2019-12
（ 10 ） 木质纤维类农业剩余物制生物柴油的基础研究, 主持, 国家级, 2017-08--2020-07
（ 11 ） 烟酰胺嘧啶二核苷酸生物合成与应用的基础研究, 主持, 国家级, 2018-01--2021-12
（ 12 ） 生物质催化转化利用, 参与, 国家级, 2018-01--2023-12
（ 13 ） 烟酰胺胞嘧啶二核苷酸代谢及其生物学效应的基础研究, 主持, 国家级, 2019-01--2023-12
（ 14 ） 新生化反应设计合成与创制, 主持, 国家级, 2020-01--2024-12
（ 15 ） 脂质生物制造关键技术, 主持, 省级, 2021-01--2023-12
（ 16 ） 脂质生物炼制, 主持, 省级, 2022-01--2024-12

（1）生物质制油脂和生物柴油   中国化学会第32届学术年会   赵宗保   2021-04-19
（2）Devising NCD self-sufficient microbial hosts   代谢工程峰会   2019-10-20
（3）Systems analysis and engineering of an oleaginous red yeast   第29届酵母遗传学和分子生物学国际会议   2019-08-18
（4）Biodiesel production from lignocellulosic agricultural residues   第九届中泰可再生能源研讨会   2018-12-06
（5）Non-natural redox cofactor self-sufficient hosts for synthetic biology   第一届亚洲合成生物学协会研讨会   2018-11-22
（6）Conversion of biomass to microbial lipids for biofuels   2017美国化学工程师学会年会   2017-10-28
（7）Yeast lipids for sustainable biodiesel production   第十三届亚洲生物技术大会   2017-07-24
（8）Assembling of bioorthogonal redox systems depending on NAD analogs   2011 生物有机化学高登会议   2011-06-11
（9）Strategies to control microbial lipid production   首届亚洲生物技术大会   2011-05-11

已指导学生

李令东  博士研究生  070303-有机化学  

徐俊光  博士研究生  081703-生物化工  

刘武军  博士研究生  070303-有机化学  

王金霞  博士研究生  081703-生物化工  

李昌志  博士研究生  070303-有机化学  

林金涛  博士研究生  081703-生物化工  

唐伟  博士研究生  081703-生物化工  

赵鑫  博士研究生  081703-生物化工  

吴思国  博士研究生  081703-生物化工  

杨帆  博士研究生  081703-生物化工  

纪德彬  博士研究生  070303-有机化学  

侯淑华  博士研究生  070303-有机化学  

胡翠敏  博士研究生  081703-生物化工  

周雍进  博士研究生  081703-生物化工  

张泽会  博士研究生  070303-有机化学  

董坤  硕士研究生  081703-生物化工  

王磊  博士研究生  081703-生物化工  

靳国杰  博士研究生  081703-生物化工  

朱志伟  博士研究生  081703-生物化工  

林心萍  博士研究生  081703-生物化工  

刘玉雪  硕士研究生  085238-生物工程  

龚志伟  博士研究生  081703-生物化工  

陈沁  博士研究生  070303-有机化学  

杨晓兵  博士研究生  081703-生物化工  

张祎昕  博士研究生  070303-有机化学  

宋叶华  硕士研究生  085238-生物工程  

王雪颖  博士研究生  081703-生物化工  

王雅南  博士研究生  081703-生物化工  

张喜宾  硕士研究生  085238-生物工程  

刘玉雪  博士研究生  081703-生物化工  

彭畅  博士研究生  070303-有机化学  

焦翔  博士研究生  081703-生物化工  

郭潇佳  博士研究生  081703-生物化工  

现指导学生

李青  博士研究生  081703-生物化工  

李强  硕士研究生  081703-生物化工  

周人辉  硕士研究生  085238-生物工程  

赵子彪  博士研究生  070303-有机化学  

张月  博士研究生  081703-生物化工  

梁世玉  硕士研究生  085238-生物工程  

万里  硕士研究生  081703-生物化工  

王俊婷  博士研究生  081703-生物化工  

陈琼琼  硕士研究生  081703-生物化工  

胡英菡  硕士研究生  085238-生物工程  

薛海曌  博士研究生  081703-生物化工