近日，中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所海洋生物酶工程創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在甲酚類污染物生物降解領(lǐng)域取得重要研究進(jìn)展，相關(guān)研究成果發(fā)表在生物工程與應(yīng)用微生物領(lǐng)域國(guó)際知名期刊《Bioresource Technology》。

甲酚是一類廣泛應(yīng)用于化工、制藥和材料制造領(lǐng)域的重要工業(yè)中間體，主要包括鄰甲酚、間甲酚和對(duì)甲酚三種同分異構(gòu)體，常見(jiàn)于焦化、石油煉制及樹脂生產(chǎn)等工業(yè)廢水中。該類化合物具有較強(qiáng)毒性，即使在μg/L量級(jí)的低濃度條件下，也可對(duì)水生生物產(chǎn)生顯著的慢性毒性效應(yīng)，對(duì)水生生態(tài)系統(tǒng)和人類健康構(gòu)成潛在威脅，已被美國(guó)環(huán)境保護(hù)署列為優(yōu)先控制污染物。因此，開發(fā)綠色高效的甲酚污染去除與轉(zhuǎn)化技術(shù)，具有重要的科學(xué)意義和現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價(jià)值。

研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合計(jì)算機(jī)模擬與基因工程手段，理性設(shè)計(jì)并構(gòu)建了一系列基于細(xì)胞色素P450BM3的新型人工生物酶。在無(wú)需昂貴外源NAD(P)H及復(fù)雜電子傳遞體系的條件下，該類新型人工生物酶可直接以H?O?作為氧化劑，實(shí)現(xiàn)對(duì)三種甲酚異構(gòu)體的高效降解，其降解率在2分鐘內(nèi)即可達(dá)到100%。該生物催化體系構(gòu)造簡(jiǎn)單、反應(yīng)高效且具備良好的經(jīng)濟(jì)可行性，不僅拓展了P450酶功能重構(gòu)與理性設(shè)計(jì)的研究思路，也為酚類污染物的綠色生物降解提供了新的技術(shù)路徑。

新型細(xì)胞色素P450BM3人工生物酶高效生物降解三種甲酚異構(gòu)體示意圖

黃海所2022級(jí)碩士研究生楊亞丹為論文第一作者，徐甲坤研究員為論文通訊作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目等資助。

全文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.biortech.2025.133834