利用綠色、可持續(xù)發(fā)展的手段從纖維素或者半纖維素來(lái)源的糖合成高價(jià)值的精細(xì)手性化合物，一般可分為兩種策略。其一，應(yīng)用代謝工程及合成生物學(xué)的手段，通過(guò)生物質(zhì)微生物發(fā)酵生產(chǎn)生物基的大宗化合物，再通過(guò)生物催化劑的催化將大宗化合物轉(zhuǎn)化為高價(jià)值的手性化合物。其二，將手性化合物的合成與微生物的天然代謝途徑相偶聯(lián)(圖1)。

圖1：從生物質(zhì)出發(fā)的高價(jià)值手性化合物合成策略

最近，新加坡國(guó)立大學(xué)化學(xué)與生物分子學(xué)院的Li Zhi課題組發(fā)表在德國(guó)應(yīng)化的文章（Angew.Chem.Int.Ed.2016,55,11647–1165），設(shè)計(jì)構(gòu)建了從生物基的大宗化合物L(fēng)-苯丙氨酸(S)-1出發(fā)合成多種重要的手性化合物：(S)-4、(R)-5、(S)-5、(S)-7、(S)-9 (圖2)。結(jié)果證明這個(gè)涉及到3-8步、10個(gè)酶的級(jí)聯(lián)反應(yīng)是一條高效、綠色的合成路線。

圖2. L-苯丙氨酸出發(fā)合成多種中藥手性化合物

多酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)的難點(diǎn)是復(fù)雜的關(guān)鍵限速步驟的反應(yīng)調(diào)控。作者巧妙地設(shè)計(jì)了將多個(gè)重組質(zhì)粒（最多包含了四個(gè)重組質(zhì)粒）同時(shí)導(dǎo)入到大腸桿菌E. coli并讓其過(guò)量表達(dá)。因此，每一步反應(yīng)皆是只需通過(guò)一種重組菌的靜息細(xì)胞催化，大大降低了實(shí)驗(yàn)的操作繁瑣性。通過(guò)優(yōu)化，建立了一個(gè)KP buffer：油酸乙酯的兩相反應(yīng)體系。應(yīng)用靜息細(xì)胞的“一鍋煮”反應(yīng)，在24h內(nèi)達(dá)到84–96%的轉(zhuǎn)化率、96-99%的ee值。反應(yīng)放大至100 ml KP buffer/10 ml EO (10:1)的制備級(jí)反應(yīng)，反應(yīng)效果仍然很好，獲得產(chǎn)品376–1082 mg，分離得率62–78%，ee值為 96–99%。

作者設(shè)計(jì)的新路線，從生物質(zhì)出發(fā)，是一種綠色、環(huán)境友好的合成路線。并且可以作為其他天然氨基酸經(jīng)非天然轉(zhuǎn)化為精細(xì)化合物的多酶催化級(jí)聯(lián)反應(yīng)構(gòu)建的 模型。已經(jīng)建立好的多酶級(jí)聯(lián)路線可以和微生物自身的初級(jí)代謝途徑相偶聯(lián)，為從葡萄糖出發(fā)直接合成精細(xì)化合物提供了新思路，這也是作者接下來(lái)可能研究的方向。