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中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海所在木質(zhì)素芳香醚單體生物轉(zhuǎn)化領(lǐng)域取得新進(jìn)展

   2025-04-11 中國水產(chǎn)科學(xué)研究院2900
  近日,中國水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所海洋生物酶工程創(chuàng)新團(tuán)隊在木質(zhì)素芳香醚單體衍生物生物轉(zhuǎn)化領(lǐng)域取得了重要研究進(jìn)展,相關(guān)成果發(fā)表在生化與分子生物學(xué)領(lǐng)域國際著名期刊《International Journal of Biological Macromolecules》,并獲授權(quán)國家發(fā)明專利1項(專利號:ZL 2024 1 1287684.8)。
 
  木質(zhì)素是地球上最豐富的可再生芳香族聚合物之一,其高效降解與資源化利用在生物煉制和可持續(xù)化工領(lǐng)域具有重要意義。其中,木質(zhì)素芳香醚單體的脫甲基化是木質(zhì)素生物降解與高值化利用中的關(guān)鍵步驟,也是制約木質(zhì)素資源化利用的主要瓶頸之一,尤其是S-木質(zhì)素的雙脫甲基化難度更大。然而,現(xiàn)有的酶催化體系存在催化效率低、輔因子依賴性強(qiáng)及穩(wěn)定性差等問題,極大限制了其在木質(zhì)素衍生化合物降解與轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用。因此,開發(fā)高效、穩(wěn)定的脫甲基化生物催化體系,對于木質(zhì)素的高值化利用具有重要的科學(xué)價值和應(yīng)用前景。
 
  研究團(tuán)隊通過計算機(jī)模擬、基因工程及化學(xué)修飾等多維優(yōu)化策略,構(gòu)建了一種基于細(xì)胞色素P450BM3-糖醇氧化酶(Sugar Alcohol Oxidase,AldO)的復(fù)合生物催化體系,在雙功能小分子(Dual functional small molecule,DFSM)的輔助下,實現(xiàn)了愈創(chuàng)木酚(G-木質(zhì)素單體)的高效脫甲基化(TON=1895±4)和2, 6-二甲氧基苯酚(S-木質(zhì)素單體)的雙脫甲基轉(zhuǎn)化(TON=483±7)。該生物催化體系經(jīng)濟(jì)實用,為木質(zhì)素芳香族化合物的生物催化降解提供了創(chuàng)新性的解決方案。該研究不僅拓寬了血紅素蛋白的應(yīng)用領(lǐng)域,也為人工金屬酶的理性設(shè)計與應(yīng)用提供了新的理論依據(jù)和技術(shù)路徑。
 
  黃海所2022級碩士研究生趙思佳為《International Journal of Biological Macromolecules》論文的第一作者,徐甲坤研究員為該論文的通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金等項目的資助。
 
  原文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S014181302503 3203
 
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