新加坡国立大学Li Zhi教授课题组开发了新型人工酶级联反应，并定向进化了糖醇氧化酶，成功实现一锅法从苯乙烯、L-苯丙氨酸、葡萄糖或甘油直接生产(R)-苯乙醇胺，获得了良好的(R)-苯乙醇胺产量和优秀的对映体选择性。为(R)-苯乙醇胺的生产提供了新的策略和方法。

(R)-苯乙醇胺是一种重要的手性化合物，常用于有机合成和药物制造。它的基本结构广泛存在于多种具有生物活性的天然产物之中。(R)-苯乙醇胺自身具有强的调节心血管功能，因而被用作局部血管收缩剂。它的一些衍生物也被开发成了药物，例如：用于治疗肥胖症和二型糖尿病的β3肾上腺素受体激动剂，以及调节Sonic hedgehog信号通路的抑制剂。尽管已有多种化学法和生物法可用来生产(R)-苯乙醇胺，但是这些方法普遍存在以下一个或多个缺陷，例如：产物ee值低、产量低、存在副反应、耗时长、需要昂贵的手性原料或者多步复杂的操作等。因此，十分需要开发高对映体选择性且高效的(R)-苯乙醇胺合成方法。酶级联生物转化在近年来被成功用于多种高值手性化合物的生产，具有高效、绿色的优点，并且反应可以在一锅中进行，省去了中间产物的分离纯化，因而受到广泛关注。开发高效酶级联反应的关键在于设计合理的途径和找到合适的催化反应的酶。

最近，新加坡国立大学Li Zhi教授课题组设计和开发了新型人工酶级联反应，构建了高效的全细胞生物催化剂，分别以简单易得的苯乙烯和可生物生产的L-苯丙氨酸为原料实现了 (R)-苯乙醇胺的一锅法合成，分别获得了34.6 mM和23.7 mM的(R)-苯乙醇胺（ee值>99%）。对级联反应中的限速酶（糖醇氧化酶）进行了定向进化，获得了活性增强的突变体。该突变体显著提高了级联反应的(R)-苯乙醇胺产量。此外，通过偶联L-苯丙氨酸发酵生产过程和L-苯丙氨酸到(R)-苯乙醇胺的酶级联生物转化过程，首次实现了以可再生的葡萄糖或甘油为原料生产(R)-苯乙醇胺。这些方法充分展示了从简单易得的化学品以及可再生原料直接合成(R)-苯乙醇胺的应用潜力。未来还可以通过定向进化获得性质更优的糖醇氧化酶，以及工程化细胞以更高水平和更好的比例表达途径涉及到的酶，进一步提高全细胞催化的级联反应的效率。