酶法催化甲醛合成木酮糖

木酮糖是生物体内的代谢中间产物,是多种稀有糖合成的前体物质,因其独特的生物活性在膳食、保健、医药等领域发挥着重要作用。本研究旨在从最基本有机原料之一的甲醛出发,利用生物酶法催化甲醛合成木酮糖。通过来源于恶臭假单胞菌Pseudomonas putida的苯甲酸脱羧酶(Benzoylformate decarboxylase)突变体BFD-M3催化甲醛聚合生成羟基乙醛和1,3-二羟基丙酮(DHA)。通过来源于大肠杆菌的转醛醇酶(Transaldolase)突变体Tal B-F178Y进一步催化羟基乙醛和DHA聚合生成木酮糖,最终实现甲醛到木酮糖的酶法转化,转化率为0.4%。此外,经过优化甲醛底物浓度,木酮糖转化率达到4.6%,比优化前提高了11.5倍。为了进一步提高木酮糖的转化率,采用Scaffold多酶组装技术固定BFD-M3、Tal B-F178Y蛋白,使木酮糖转化率达到14.02%,较未用Scaffold技术前提高3倍,为生物法合成稀有糖提供了一种新方案。