近日，我校生命与医药学院马钦元/高秀珍团队在生物催化合成头孢呋辛关键中间体方面取得了重要进展，相关成果以“ Biosynthesis of 2-furylhydroxymethylketone, an intermediate of cefuroxime, from furfural and formaldehyde using a ThDP-dependent enzyme”为题发表在本领域顶刊Green Chemistry（IF：11.034）。文章首次实现了头孢呋辛关键中间体的高效生物合成。

头孢呋辛是第二代头孢菌素类抗生素，主要用于感染性疾病的临床治疗。(Z)-2-甲氧基亚氨基-2-(呋喃基-2-基)乙酸铵盐(SMIA)，是合成头孢呋辛的关键中间体之一。用于制备SMIA的主流商业路线是基于糠醛的化学合成，首先经过脱羰作用生成呋喃，然后进行乙酰化作用生成2-乙酰基呋喃，最后通过多步化学反应生成SMIA。传统化学合成由于高能耗、使用强酸、副反应等原因导致合成2-乙酰呋喃成本高昂，环境污染严重。与化学合成相比，生物合成方法反应条件温和，并表现出良好的选择性和高催化效率。

在本研究中，作者设计了一种SMIA的酶-化学级联合成路线，通过基因挖掘筛选获得了具有高催化效率和高甲醛耐受性的脱羧酶SsPDC，该酶以廉价的糠醛和甲醛为起始原料高效催化合成SMIA的关键中间体2-呋喃基羟基甲基酮（2-FHMK），在1L制备级规模反应体系中2-FHMK时空产率达到5.25 g/L/h，转化率＞96%。本研究首次实现了头孢呋辛关键中间体的高效生物合成，并为糠醛和甲醛的利用提供了一条极具吸引力的路线。

山东理工大学生命与医药学院2021级硕士研究生张祥鹤为本文第一作者，山东理工大学生命与医药学院高秀珍副教授、马钦元教授和济南大学郑庚修教授为本文共同通讯作者，山东理工大学为本文第一完成单位。

文章DOI：https://doi.org/10.1039/D3GC00848G。

撰稿人：张祥鹤