一碳化合物的高效利用与生物转化是当前生物制造领域的研究热点，将一碳化合物转化为高附加值的精细化学品，在医药、食品、化工领域具有重要的科学意义和开发价值。中国科学院天津工业生物技术研究所研究员孙媛霞带领的功能糖与天然活性物质研究团队围绕这一热点，利用一碳化合物合成功能糖，合成了若干高附加值的稀少糖。
碳链延伸是实现一碳化合物高效利用的关键步骤，研究团队通过关键酶元件挖掘获得了高催化活性的醛缩酶，建立了体外多酶级联反应，将碳链由1碳延伸至6碳，并以甲醛为底物合成了赤藓酮糖、2-脱氧L-核糖、2-脱氧L-木糖和L-山梨糖等高附加值化合物；为降低级联反应中副产物的积累，采用了分步级联策略，提高了目标产物的转化率。
此外，研究团队建立并优化了全细胞催化合成赤藓酮糖转化工艺路线，底物耐受性达3mol/L，赤藓酮糖产率达126g/L/h，是目前报道的最高水平。该研究成果对一碳化合物高附加值利用具有借鉴意义。
该研究得到国家自然科学基金和国家重点研发计划项目的资助，并已申请中国发明专利，相关成果发表在Catalysis Science & Technology上。