一种结合了颗粒状和可溶性甲烷单加氧酶特性的复合酶系统，能够利用大肠杆菌体内的内源性NADH生成甲醇

《ACS Catalysis》：A Chimera between Particulate and Soluble Methane Monooxygenases Produces Methanol Using Endogenous NADH in Escherichia coli

通过重组颗粒状甲烷单加氧酶（pMMO）的催化二铜中心与溶解性甲烷单加氧酶（sMMO）的NADH依赖性FAD域，构建了具有高效催化活性的嵌合酶cMMO。该酶在大肠杆菌中实现规模化生产，无需外源还原剂即可直接催化甲烷转化为甲醇，为生物催化甲烷利用提供了创新平台。

　　

甲烷单加氧酶（MMOs）存在于甲烷氧化菌中，以颗粒状（pMMO）或可溶性（sMMO）的形式存在。它们能够在常温常压下通过克服稳定的C–H键的高活化能来催化甲烷的氧化，因此是实现甲烷环境友好和经济高效利用的理想生物催化剂。然而，由于其膜相关问题（如pMMO催化位点的电子转移机制尚不明确）、以及sMMO的多组分复杂结构和功能，其大规模生产和工业应用仍面临挑战。在此，我们通过将pMMO的催化双铜中心与sMMO的内源性NADH依赖性FAD结构域重新组装到一个稳定的支架上，开发出一种嵌合型MMO（cMMO），这种结构便于进行分子修饰。cMMO在大肠杆菌中以高催化活性（转化频率约为0.1 s^–1）大量生产。值得注意的是，表达cMMO的大肠杆菌能够在无需外加还原剂的情况下成功将甲烷转化为甲醇，这表明这种创新方法为甲烷的生物催化利用提供了一个有吸引力的平台。