华东理工大学教授赵黎明、讲师邓琛团队建立了高效、高选择性的生物催化平台，开发的生物催化工艺在高浓度5-羟甲基糠醛（HMF）存在下展现出优异的选择性和呋喃羧酸收率，有助于推动呋喃羧酸在生物基化学品生产中的绿色应用。相关研究近日发表于《绿色化学》。

HMF的合成及催化升级被认为是从化石经济向可持续经济过渡的关键。当前，聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）主要由对苯二甲酸（PTA）生成，要想实现石油基向生物基聚合物转型，亟需用可再生方案替代该方案。其中，2,5-呋喃二甲酸（FDCA）是PTA的潜在生物基替代单体，表现尤为突出。

为拓展呋喃羧酸的酶促合成途径，研究团队开发了“分子探针与功能介导的迭代基因组挖掘”策略，将功能酶发现率提升至32.1%。

进一步地，研究团队筛选得到了稳定性和催化性能协同提升的最佳变体M3，实现了将高浓度HMF高效、高选择性转化为5-羟甲基-2-呋喃甲酸（HMFCA）和5-甲酰基-2-呋喃甲酸（FFCA）。

在此基础上，研究团队探究了突变体催化性能提升的分子机制，并设计了一锅两步级联反应，实现了从高浓度HMF高效合成FDCA。

“分子探针和功能介导的迭代基因组挖掘”策略和蛋白质工程改造实现高浓度HMF高选择性转化为各增值呋喃羧酸。研究团队供图

相关论文信息：https://doi.org/10.1039/D5GC06172E