综述：生物催化与连续流技术的整合：现状、挑战与未来展望

这篇综述系统阐述了生物催化（biocatalysis）与连续流（continuous-flow）技术的融合进展，重点探讨了单酶（如氧化还原酶Oxidoreductases、转移酶Transferases）、多酶级联（multienzyme cascades）及化学-酶协同催化（chemo-enzymatic catalysis）在药物合成中的应用，并提出了机器学习辅助优化等未来方向。

　　

引言

生物催化凭借酶的高效性和选择性，已成为制药和精细化工领域的核心技术。然而，工业环境中的高温、有机溶剂等因素常导致酶稳定性下降。连续流技术通过微反应器（microreactors）实现高效传质传热，为生物催化提供了新机遇。

单酶连续流催化

氧化还原酶：需氧氧化反应（如LAAO催化?-氨基酸合成）因氧气溶解度低而受限，连续流系统通过增强混合效率将转化率提升至92.10%。
转移酶：转氨酶（TAs）在动态动力学拆分（DKR）中表现优异，例如固定化HEWT酶在流动系统中2分钟内完成>99%转化。
水解酶：脂肪酶（Lipases）在无溶剂体系中催化酯化反应，Novozym? 435连续运行157小时仍保持53%收率。

多酶级联系统

辅因子再生：共固定葡萄糖脱氢酶（GDH）与酮还原酶（KRED）实现NADPH原位再生，TTN高达62,600。
复杂化合物合成：三酶系统（LovD-BuCh2@EziG1）连续生产辛伐他汀，STY达4.61 g·L^-1·h^-1。

化学-酶协同催化

金属-酶催化：钯催化剂与转氨酶串联实现84%收率的手性联芳胺合成。
光酶催化：石墨相氮化碳（g-C₃N₄）光再生NADH，耦合谷氨酸脱氢酶（GtDH）实现98.3%转化。

挑战与策略

底物溶解性：Pickering乳液流动系统（FPE）使疏水底物转化效率提升10倍。
氧气限制：多孔注入反应器（MPIR）利用H₂O₂分解供氧，STY提高224倍。
辅因子保留：自给型异相催化剂（ssHBs）通过共固定NAD⁺与酶，TTN突破10⁵。

未来展望

机器学习辅助的蛋白质工程可设计耐有机溶酶的突变体，而计算机模拟能优化级联反应路径。例如，AI预测的Δ¹-脱氢酶突变体半衰期提升655倍。

（注：全文数据与案例均引自原文，未扩展非文献内容）