日前，中国水产科学研究院黄海水产研究所海洋生物酶工程创新团队在极地微生物酶资源开发利用方面取得了重要研究进展，相关成果发表在生化与分子生物学领域国际著名期刊International Journal of Biological Macromolecules，并获授权国家发明专利1项。

稀有糖作为新兴的功能性甜味剂，被广泛应用于保健食品、婴幼儿配方食品、乳制品、饮料等食品中，其中的D-阿洛酮糖具有低热量、口感接近蔗糖、安全性和稳定性高等优势，在市场中的占有份额逐年提升。目前生产主要依赖D-阿洛酮糖3-差向异构酶的生物转化法，生产效率较低，因此寻找具有高催化性能的生物酶制剂是D-阿洛酮糖开发的最主要任务之一。

极地微生物由于极端生存环境而在长期进化过程中形成了特殊的生理机制和代谢途径，使其在生物制药、化妆品创新、工业酶制剂以及极地环境保护与生态修复等领域展现出巨大的开发潜力和应用价值。研究团队从南极深海沉积物中分离出的南极细菌A4中获得了一种D-阿洛酮糖3-差向异构酶，该酶对D-果糖的生物转化率达到了29%，其催化活性不严格依赖金属离子，与其他来源酶相比具有更高的生物安全性；利用基于纤维素结合域的固定化技术，一步法制备了固定化D-阿洛酮糖3-差向异构酶，固定化酶在10次连续反应后依然保持约44%的催化活性；通过理性设计和突变体筛选，获得了一种热稳定性提高的单点突变体A248H，催化温度从40℃提高到60℃，D-果糖的生物转化率提高到了32%。该研究不仅为D-阿洛糖的生物合成提供了一种性能优良的候选酶，也为极地生物资源的高质化利用提供了新的理论依据和研究思路。

南极来源D-阿洛酮糖3-差向异构酶及固定化示意图

黄海所2022级硕士研究生李静奇、副研究员孙晶晶为International Journal of Biological Macromolecules论文的共同第一作者，黄海所郝建华研究员为该论文的通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划以及院级、所级基本业务费等项目的资助。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0141813025038462