近日,江苏科技大学生物技术学院游帅副教授联合深圳汉和生物科技股份有限公司,在国际学术期刊Food Chemistry(中科院一区,IF:10.4)上发表题为“Engineering a robust glucose oxidase: Enhanced thermostability, acid tolerance and catalytic activity drive high-level gluconic acid production”的研究论文。该研究通过计算机辅助理性设计,成功获得性能显著提升的葡萄糖氧化酶突变体M3,为葡萄糖酸的绿色生物制造提供了高效酶催化剂。

葡萄糖氧化酶(GOD)能够催化β-D-葡萄糖氧化生成葡萄糖酸和过氧化氢,在食品工业中具有重要应用价值。然而,天然酶的热稳定性和酸耐受性不足,严重制约了其工业应用。针对这一瓶颈,研究团队以桉树曲霉(Aspergillus eucalypticola)葡萄糖氧化酶为改造对象,通过计算机辅助理性设计筛选出组合突变体M3(A12S/L147K/A179V)。该突变体50 ℃下半衰期延长2.6倍;在pH 2.5条件下,催化效率提升3.1倍。在模拟工艺条件下,M3在24小时内生产葡萄糖酸161.7 g/L,较野生型提高70.9%。该技术已获国家发明专利授权(ZL202211588610.9),并在汉和生物成功实现技术转化。

本研究是江苏科技大学与汉和生物深度产学研合作的又一重要成果。汉和生物作为国家高新技术企业,入选工信部首批生物制造中试能力建设平台,长期专注于大健康及合成生物的研发与生产。该研究展示了计算机辅助理性设计在工业酶改造中的强大潜力,为葡萄糖酸的绿色生物制造提供了高效的酶催化剂。
硕士研究生彭映芝为论文第一作者,游帅副教授为通讯作者,王俊教授为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和江苏省自然科学基金的资助。
论文链接:https://www.nature.com/articles/s42003-026-09699-4
