近日，国际著名学术期刊《Journal of the American Chemical Society》(J. Am. Chem. Soc.)以封面文章形式发表了上海交通大学生命科学技术学院、微生物代谢国家重点实验室许平教授团队在木质素高值化利用方面的最新研究进展“A coenzyme-free biocatalyst for the value-added utilization of lignin-derived aromatics”。这是许平教授团队今年继在德国应用化学杂志（Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 1214-1217）发表有关木质素衍生物温度导向高值生物转化的重要结果之后，在可再生资源利用领域取得的又一新的研究进展。博士后倪俊为论文的第一作者，许平教授为通讯作者。
图1 J. Am. Chem. Soc.杂志封面
木质纤维素/农业废弃物的高值化利用可以有效地将石油化学品的替代生产与环境可持续性发展进行偶联。目前，木质素废物流通常被用于燃烧产生热量，伴随大量的环境污染。因此，开发将木质素转化为高值化合物的绿色工艺对生物炼制的发展至关重要。然而，传统生物合成途径对昂贵辅酶（ATP和CoA）的不断需求严重阻碍了木质素水解单体的有效利用。该研究开发了一种基于新型酚酸脱羧酶（Pad）和芳香酚单双氧酶（Ado）的不依赖辅酶的生物催化剂，并将其用于木质素水解物的高值化利用。除此之外，在先前开发的通过温度来控制香草醛/醇合成的技术基础上，该研究提出了第二代技术-温度/pH导向策略，使木质素的主要水解单体同时转化为13.3 g/L香草醛和20.5 g/L 4-乙烯基苯酚。这些产物广泛用于香料、聚合物材料、光敏电阻和半导体的制造。该辅酶不依赖的催化剂还可以用于许多其他木质素来源芳香化合物的高值化，这个绿色的生产技术将为生物炼制整体效率和经济性的提高铺平道路。
图2 木质素高值化的辅酶不依赖的生物催化体系示意图
该项研究工作得到中国博士科学基金特别资助和面上资助、国家自然科学基金以及上海市科委基金等项目的资助。
