近日，中国水产科学研究院黄海水产研究所海洋生物酶工程创新团队在木质素芳香醚单体衍生物绿色生物转化方面取得了重要研究进展，相关成果发表在美国化学学会农林科学领域权威期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》。

木质素是地球上最丰富的可再生芳香族聚合物之一，其高效降解与资源化利用在生物炼制和可持续化工领域具有重要意义。其中，木质素芳香醚单体的脱甲基化是实现木质素生物降解与高值化利用中的关键步骤，也是制约其资源化利用的重要技术瓶颈之一，尤其是S-型木质素单体的双脱甲基反应更具挑战性。然而，现有的酶催化体系存在催化效率低、对辅因子依赖性强及稳定性不足等问题，严重制约了其在木质素衍生物绿色转化中的实际应用。因此，构建高效、稳定且具备应用潜力的脱甲基化生物催化体系，对于木质素的高值化利用具有重要的科学价值和应用前景。

针对上述问题，研究团队通过计算机模拟、基因工程及化学修饰等多维优化策略，构建了一种基于细胞色素P450BM3-葡萄糖氧化酶的复合生物催化体系。在双功能小分子（dual functional small molecule，DFSM）的辅助下，该体系实现了2, 6-二甲氧基苯酚（S-型木质素单体衍生物）的双脱甲基转化（TON=583±7）和苯甲醚（H-型木质素单体衍生物）的高效O-脱甲基化（TON=341±8）。该生物催化体系经济实用、性能稳定，为木质素芳香族化合物的生物催化降解提供了创新性解决方案。相关研究不仅拓宽了血红素蛋白的应用领域，也为人工金属酶的理性设计与应用提供了新的理论依据和技术路径。

细胞色素P450BM3/GOx体系催化木质素芳香醚单体衍生物脱甲基化示意图

黄海所2022级硕士研究生赵思佳为论文第一作者，徐甲坤研究员为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金等项目的资助。

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.jafc.5c14078