张 展，冯 雁，李 谦，崔 莉**

（1上海交通大学生命科学技术学院微生物代谢国家重点实验室，上海200240；2中国药科大学生命科学技术学院，南京210009）

大多数构型的吡喃糖分子及其衍生物在自然界中较为稀有［1］且具有广泛的生物活性谱，如D-阿洛酮糖可用作低卡路里甜味剂，同时具有血糖抑制、活性氧清除和神经保护等活性［2］，D-塔格糖具有低热量、降血糖、抗龋齿和抗肥胖等特性［3-4］，L-塔格糖可用作治疗半乳糖贮积症的分子伴侣药物米格斯他的起始原料［5］。然而，化学合成稀有功能糖必须克服糖分子多手性中心的障碍，生物酶合成法为解决这个难题提供了方案，为更加便利高效精准地生产各种构型的稀有功能糖，日本香川大学教授Izumori 等［6］提出了可用来生产所有稀有糖的生物制备策略，即以廉价的单糖为原料，利用醛糖异构酶、D-塔格糖3-差向异构酶等糖异构酶生产稀有功能糖，其中帮助糖分子实现羟基构型变化而生成稀有功能糖的是糖差向异构酶（EC 5.1.3.-），根据作用于糖分子手性中心位置的不同，其可以分为C-1 差向异构酶，如醛糖1-异构酶、C-2 差向异构酶（如N-乙酰-D-葡萄糖胺2-差向异构酶）和C-3 差向异构酶（如D-塔格糖3-差向异构酶等）。

UDP-葡萄糖4-差向异构酶（EC 5.1.3.2）是作用于UDP-葡萄糖或UDP-半乳糖的C-4 差向异构酶，能够特异性改变4-羟基构型以实现两种底物相互转化。不同来源的UDP-葡萄糖4-差向异构酶对底物的杂泛性不同，据此可被分为3 类：第1 类是对UDP-葡萄糖/UDP-半乳糖具有偏好性，第3 类是对UDP-N-乙酰葡萄糖胺/UDP-N-乙酰半乳糖胺均具有偏好性，如来自大肠埃希菌O5：K4：H4 的UDP-葡萄糖4-差向异构酶显示出对乙酰化底物更高的活性［7］，而第2 类是对两种底物均不具有偏好性［8］。……