支链酮糖（Dendroketose）属于稀少糖中的一种，该化合物经化学脱水反应可高效制备4-羟甲基糠醛（4-HMF）。4-HMF是一种非常重要的医药中间体，其制备的斑蝥素作为抗肿瘤药物可治疗肝癌、乳腺癌、肺癌、食管癌、结肠癌等癌症；此外，4-HMF化合物可以氢化合成2,4-二甲基呋喃（2,4-DMF）以及C₉-C₁₅支链烷烃，用于制备液体燃料。以强碱作为催化剂的传统化学合成支链酮糖的方法对环境污染大，开发成本低廉、环境友好、产物单一的支链酮糖高效合成技术，对高附加值化学品和能源化合物生物制备具有重要意义。 

　　中科院天津工业生物技术研究所孙媛霞研究员带领的功能糖与天然活性物质研究团队，在研究醛缩酶催化酮与醛之间的碳碳连接反应基础上，发现了一种醛缩酶具有催化酮与酮之间的羟醛缩合功能。该研究团队与天津工业生物所孙周通研究员带领的酶分子工程与工业生物催化研究团队合作针对该酶的新功能进行分子动力学模拟和解析，揭示了该酶催化机制；构建了体外多酶级联催化体系，利用C1化学反应实现了以甲醛为原料制备支链酮糖，其转化率达到86%；同时，以谷氨酸棒杆菌为出发菌株，构建细胞工厂，利用葡萄糖或者甘油合成支链酮糖的产量达到36.3 g/L。该研究促进了C1、C3和C6等廉价资源在精细化学品和能源化合物绿色生物制造领域的应用。 

　　该研究得到中科院重点部署项目支持，研究成果已申请中国发明专利，相关成果发表在Biotechnology for Biofuels，天津工业生物所助理研究员杨建刚和副研究员朱玥明为论文共同第一作者。 

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支链酮糖生物合成