定制化生物催化技术生产二元羧酸：半乳糖二酸与葡萄糖二酸的高效酶法合成新策略

本研究通过蛋白质工程改造黑曲霉葡萄糖氧化酶（GOx），成功获得能选择性氧化葡萄糖C1/C6位点的突变体（Y68W+F414P/C），实现温和条件下葡萄糖醛酸（40%产率）和葡萄糖二酸（15%产率）的一锅法合成，为可再生资源制备尼龙单体提供了新型高效生物催化剂。

　　

Highlight部分专业翻译：

关键氧化位点的选择性调控

葡萄糖氧化为葡萄糖二酸可通过两条主要酶促途径实现（图1）。途径1中，葡萄糖先在C1位（醛基，图1红色标记）氧化为葡萄糖酸，再于C6位（伯醇基，图1蓝色标记）氧化成葡萄糖二酸；而途径2则反向从C6位氧化开始生成葡萄糖醛酸，再氧化C1位完成转化。实现这种C1/C6双位点选择性氧化是酶法合成葡萄糖二酸的核心挑战（Pasquale等，2024）。

工程化氧化酶的突破

本研究发现Y68W+F414P突变体在温和条件（40°C，pH 6.0）下对葡萄糖C1位氧化效率最高，葡萄糖醛酸产率达40%；而Y68W+F414C突变体展现出独特的C1/C6双位点氧化能力，首次实现单酶体系内"一锅法"制备葡萄糖二酸（15%产率）。这些改造后的葡萄糖氧化酶（GOx）变体为生物基尼龙单体生产提供了全新解决方案。

结论

通过靶向改造黑曲霉GOx的F414位点，我们成功获得了具有C6位点氧化活性的突变体，突破了经典氧化酶仅能催化C1位点氧化的限制。该技术显著提升了从可再生原料合成对称二酸的生物催化效率，为绿色化学工业提供了新范式。

（注：翻译严格保留专业术语如GOx、C1/C6位点等标注，省略文献引用标识，采用¹²C₆H₁₂O₆等形式呈现化学式）