2-氨基-1,3-丙二醇（丝氨醇）是许多生物活性分子和药物的重要组成结构单元，在其生物合成途径中1,3-二羟基丙酮（DHA）是关键前体化合物。利用ThDP依赖型酶——甲醛缩合酶，从甲醛出发，通过分子间C-C键连接反应可以合成关键中间体DHA。但其实际应用仍有几大挑战：甲醛缩合酶的催化效率较低、化学选择性难以控制、可供改造的野生型酶较少。

中国科学院天津工业生物技术研究所朱敦明、吴洽庆研究员带领的生物催化与绿色化工研究团队在C1化合物的高值化利用方面进行了多年系统的研究，相关成果发表在Angew. Chem. Int. Ed. (2022)、Chem Catal.(2023)、ACS Catal.(2024)等国际著名学术期刊上，近期该团队通过对来源于Herbiconiux sp. SALV-R1苯甲醛裂解酶（BAL）的蛋白质工程改造，获得了迄今为止第三个可工程化改造的甲醛缩合酶模板，并且其催化效率（14.60 s^-1·M^-1）、化学选择性（>99%）及甲醛耐受能力相对于已报道的甲醛缩合酶均有显著提升。通过蛋白结构比对及保守性分析，在野生型BAL活性口袋引入6个关键突变残基，成功构建了一系列新型甲醛缩合酶。此外，设计构建了一锅多酶级联反应体系，即偶联BAL催化的C-C键连接反应和转氨酶催化的转氨反应，实现了丝氨醇的高效合成，分离收率达到91%。

该研究工作得到中国科学院战略性先导科技专项、国家自然科学基金、中国博士后科学基金和合成生物学海河实验室颠覆性创新类项目的支持。相关研究成果近日发表在Green Chem.期刊上，天津科技大学与天津工业生物技术研究所联合培养的硕士生范玥、李雪萌和天津工业生物技术研究所博士后李宇为该论文并列第一作者，朱敦明研究员、吴洽庆研究员和姚培圆研究员为该论文的通讯作者。

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丝氨醇的酶法合成路线