随着化石资源的日益消耗,以及其带来大量温室气体的排放,可再生能源和可再生资源的开发利用在世界范围引起广泛重视。生物质是唯一可再生的碳资源,将生物质转化成平台化合物和大宗化学品是生物质转化利用的重要发展方向。2,5-呋喃二甲酸是一种生物基的二元酸,其结构与石油基大宗化学品对苯二甲酸结构相似,可以替代对苯二甲酸用于制造聚酯,聚酰胺类材料,因市场前景广阔而广受关注。由生物质转化制备5-羟甲基糠醛、进一步氧化5-羟甲基糠醛制备2,5-呋喃二甲酸是生物质资源利用的重要发展方向。与化学转化相比,生物转化具有反应条件温和,选择性高的特点。近几年,生物转化HMF越来越成为人们关注的重点。本研究首先构建了一种双酶催化的方法,利用5-羟甲基糠醛氧化酶将5-羟甲基糠醛完全氧化为2,5-呋喃二甲醛和5-甲酰基-2-呋喃甲酸;然后利用商品化的脂肪酶将中间产物2,5-呋喃二甲醛和5-甲酰基-2-呋喃甲酸转化为2,5-呋喃二甲酸,从而实现了5-羟甲基糠醛到2,5-呋喃二甲酸的生物转化。5-羟甲基糠醛的转化率达100%,2,5-呋喃二甲酸的收率为94.01%。结合反应体系特点,建立了碱沉淀的方法耦合2,5-呋喃二甲酸的分离纯化,2,5-呋喃二甲酸的纯度从84.43%提高到99%,2,5-呋喃二甲酸回收率达78.10%。另外,构建了5-羟甲基糠醛氧化酶定点突变体,实现其对5-甲酰基-2-呋喃甲酸的氧化。采用5-羟甲基糠醛氧化酶和突变5-羟甲基糠醛氧化酶在“一锅法”中实现了5-羟甲基糠醛氧化制备2,5-呋喃二甲酸的过程,5-羟甲基糠醛氧化酶与突变的5-羟甲基糠醛氧化酶一锅两步法氧化可完全转化5-羟甲基糠醛生成2,5-呋喃二甲酸,收率达97.17%,而双酶一锅法氧化也可完全转化5-羟甲基糠醛生成2,5-呋喃二甲酸,收率达60.88%。