马 铮，姜雨佳，于 洋，李 春

(北京理工大学 化学与化工学院 生物化工研究所 医药分子科学与制剂工程工信部重点实验室，北京 100081)

图1 D/L-1,2,4-丁三醇[7]及间苯三酚的生物合成[9]Fig.1 Biosynthesis of D/L-1,2,4-butanetriol[7] and phloroglucinol[9]

含能化合物的合成反应包括骨架的合成和修饰两个部分，其中核心反应为氮杂环和含能基团的合成。传统化学方法合成含能化合物普遍使用酸、碱、贵金属及重金属催化剂[3]，导致环境污染严重，更重要的是反应过程比较剧烈、不易控制、安全性差，特别是化学催化合成的选择性差，会产生大量的副产品。由于环境问题日益受到重视，近年来绿色化学合成引起了广泛关注，研究者发展了五氧化二氮(N2O5)硝化[4-5]等绿色、高效的含能化合物化学合成工艺，比传统合成方法更加环保。

除合成化学之外，合成生物学和酶工程的发展为化学品的绿色制造提供了新思路。生物合成反应是指通过代谢酶和转运蛋白在微生物中运行的反应，或者是在体外由单个或多个酶催化的反应[6]。生物催化剂在水相、温和条件下反应，多在常温常压下进行，通常需要更少的单元操作，易于控制，而且可通过各种形式的重复发酵过程循环酶和微生物细胞，催化反应具有高度的区域选择性和立体选择性，副产物少、环境污染低，符合化学工艺绿色、安全的发展趋势。目前，在微生物细胞的代谢工程中，系统地设计和构建生物合成途径已经成为一项常规工作，以初步构建微生物菌株生产所需的产品。

1 代谢工程改造合成含能化合物前体

利用已知酶合理构建生物途径，能够合成含能化合物的前驱体。……