酶作为生物大分子催化剂，具有高效性、专一性和作用条件温和等特点。加氧酶属于氧化还原酶类，能够在温和条件下活化分子氧，从而将底物氧化，是加速生命体氧化反应的一类生物酶的总称。目前，通过18O示踪法发现了两大类加氧酶：一是催化O2中的两个氧原子与底物结合的双加氧酶；二是催化O2中的一个氧原子插入底物，另一个氧原子与电子供体提供的氢原子结合生成水的单加氧酶。其中，黄素单加氧酶（flavoprotein monooxygenases，FPMOs）是一类被广泛应用的单加氧酶，其催化反应严格依赖辅因子、辅酶，如黄素腺嘌呤二核苷酸（flavin adenine dinucleo-tide，FAD）、黄素单核苷酸（flavin mononucleotide，FMN）、还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADPH）、还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide，NADH）等，激活 O2[1-2]。
黄素单加氧酶广泛参与生物反应过程，在化合物的代谢中发挥关键作用[3]。大多数黄素单加氧酶能够催化黄素的C4a和分子氧之间形成共价键，从而产生黄素过氧化物中间体，这种过氧化黄素中间体在黄素单加氧酶的作用下能够进一步氧化目标底物[4]。黄素单加氧酶在反应中可催化羟基化、拜尔-维利格氧化、硫氧化、环氧化和卤化反应，具有的高区域选择性和对映选择性使其成为良好的生物催化剂，用于多种高价值化合物的合成，在食品功能因子蒜氨酸和萝卜硫素的开发与制备等方面前景广阔[3]。本文从黄素单加氧酶的分类、特性研究和蛋白质工程及其在食品功能因子合成中的应用三方面展开论述，以期为黄素单加氧酶在食品领域内的进一步开发和利用提供参考。
1 黄素单加氧酶的分类
氧化还原酶的分类可采用不同的标准，如催化的化学反应类型、还原和氧化底物的性质、酶序列或三维结构的同源性等[5]。当前黄素单加氧酶基于结构特征、蛋白质序列、电子供体和加氧反应的类型不同分为8个亚类：A类、B类、C类、D类、E类、F类、G类、H类[6]。其中，A类、B类、G类、H类黄素单加氧酶由单个基因编码，C类～F类黄素单加氧酶由编码单加氧酶和还原酶组分的两个或者多个基因编码。A类和B类黄素单加氧酶将单加氧酶和还原酶基因编码于一条多肽链中，以FAD为辅基，NADPH为电子供体完成加氧反应，部分A类和B类黄素单加氧酶如水杨酸单加氧酶（salicylate hydroxylase，NahG）以 NADH 作为电子供体[7]。C类～H类黄素单加氧酶则以还原型黄素单核苷酸（reduced flavin mononucleotide，FADH2）、还原型黄素二核苷酸（reduced flavin adenine dinucleotide，FMNH2）或底物为电子供体完成加氧反应。黄素单加氧酶分类见表1。
表1 黄素单加氧酶分类
Table 1 Classification of flavoprotein monooxygenases
亚类 辅因子 电子供体 典型的蛋白折叠元件 催化反应类型 代表性酶A FAD NAD（P）H Rossmann fold 羟基化硫氧化对羟基苯甲酸-3-羟化酶[9]角鲨烯单加氧酶[10]B FAD NAD（P）H Rossmann fold 拜尔-维利格氧化杂原子氧化N-羟基化氧化脱羧环己酮单加氧酶[22]L-鸟氨酸-N5-单加氧酶[39]吲哚-3-丙酮酸单加氧酶[36]C FMN FMNH2 Tim-barrel fold 氧化烷烃拜尔-维利格氧化环氧化脱磺、硫氧化羟基化细菌荧光素酶[43]烷磺酸单加氧酶[44]长链烷烃单加氧酶[46]对羟基苯乙酸3-羟化酶[47]dTDP-L-表万古胺N-羟化酶[48]E FAD FADH2 Rossmann fold 环氧化 苯乙烯单加氧酶[7]F FAD FADH2 Rossmann fold 卤代 色氨酸7-卤代酶[7]G FAD 底物 Rossmann fold 氧化脱羧 色氨酸2-单加氧酶[49]H FMN 底物 Tim-barrel fold 氧化脱羧氧化脱硝D FAD/FMN FADH2/FMNH2 Acyl-CoA dehydrogenase fold 羟基化N-羟基化乳酸单加氧酶[50]硝酸单加氧酶[51]
1.1 A类黄素单加氧酶
A类黄素单加氧酶在催化过程中需要紧密结合FAD，具有NADH/NADPH依赖性，主要包含用于FAD结合的二核苷酸结合结构域。该酶以包含活化羟基或氨基的芳香化合物为典型底物，催化过程中C4a-过氧化黄素对芳香环发起亲电或亲核攻击，NADP+和NAD+则在FAD被还原后直接释放。A类黄素单加氧酶具有狭窄的底物特异性，通常参与多种芳香化合物的微生物降解[8]，包括已被广泛研究的荧光假单胞菌对羟基苯甲酸羟化酶（p-hydroxybenzoic acid hydroxy lase，PHBH）、角鲨烯单加氧酶（squalene monooxyge nase，SQLE）等[9-10]。角鲨烯单加氧酶早期被称为角鲨烯环氧化酶，是一种含有FAD的单酶，分子量约为64kDa，其催化的典型反应为细胞色素P450型氧化，能够使角鲨烯在C=C双键上环氧化生成2，3-氧化角鲨烯，在催化胆固醇生物合成中起重要作用[11]。最近研究人员解析了SQLE催化结构域的三维结构[12]，对其未来生物催化具有指导性意义。除上述反应外，A类黄素单加氧酶还参与了泛醌的生物合成[13]、芳香族聚酮[14]的修饰和生物降解途径[15-16]。
1.2 B类黄素单加氧酶
与A类黄素单加氧酶类似，B类黄素单加氧酶在催化反应过程中亦需要与之紧密结合的辅因子FAD，并且依赖于NADPH或NADH作为辅酶。B类黄素单加氧酶结构主要包含FAD和NAD（P）H两个二核苷酸结合结构域，在整个催化过程中始终保持NADP+的结合[2，17]。Cho 等[18]发现 NADP+的结合可能稳定了黄素过氧化物中间体。由于B类黄素单加氧酶能够氧化底物分子上的碳原子、硫原子和其他（杂）原子，因此又被称为多功能含黄素的单加氧酶，其介导的氧化反应具有立体、化学和区域选择性高的特点。因此，几十年来越来越多的B类黄素单加氧酶被鉴定、克隆、重组表达、工程化并用于生物催化。B类黄素单加氧酶包含两个典型的Rossman折叠基序（GxGxxG），一个Rossman折叠基序位于N端附近，另一个位于序列中间部位。根据序列相关性，已有的B类黄素单加氧酶可进一步分为3个亚类：拜尔-维利格单加氧酶（Baeyer-Villiger monooxygenases，BVMOs）、含黄素的单加氧酶（flavincontaining monooxygenases，FMOs）和 N-羟基化单加氧酶（N-hydroxylating monooxygenases，NMOs）[19-20]。
1.2.1 拜尔-维利格单加氧酶
在有机化学中，酮氧化产生酯或内酯被称为拜尔-维利格氧化。拜尔-维利格单加氧酶包含序列基序FxGxxxHxxxWP/D，主要催化含杂原子化合物（N、S、B或Se化合物）的加氧，具有较高的立体、区域和化学选择性。由于拜尔-维利格单加氧酶的产物手性内酯是合成天然产物和类似物的重要中间体，因此，越来越多的拜尔-维利格单加氧酶被广泛研究[21]。从醋酸钙不动杆菌中获得的环己酮单加氧酶（cyclohexanone monooxygenase，CHMO）是一种重要的单加氧酶，其能够催化多种酮类的选择性氧化从而实现底物的对称化反应、区域性氧化以及动力学拆分等[22]，是强大生物催化剂；目前，CHMO可在大肠杆菌中高效表达，并已获得其与底物环己酮、NADP+和FAD复合物2.4 Å分辨率的三维空间结构[23]，为其进一步应用奠定了基础。另一种被广泛研究的拜尔-维利格单加氧酶为来自褐色嗜热裂孢菌的苯丙酮单加氧酶（phenylacetone monooxygenase，PAMO），其编码序列从褐色嗜热裂孢菌基因组DNA中克隆获得，并利用pBAD/myc-HisA衍生载体pBADNK在大肠杆菌中实现表达；研究表明，苯丙酮单加氧酶能够催化苯丙酮氧化生成乙酸苄酯，此外该酶还能催化芳香酮族、脂肪酮族、有机硫化物以及含氮化合物和硼原子发生氧化反应，具有耐受高温和有机溶剂的特征[24-25]；另外，Yang等[25]和Dudek等[26]分别通过蛋白质工程和催化反应条件优化等方法提高了PAMO催化反应的转化率，增加了酶催化底物的选择性。最近，一种新的参与黄曲霉毒素生物合成的细菌I型拜尔-维利格单加氧酶MoxY被鉴定为羟基异色酮/异色酮单加氧酶，其可将黄曲霉毒素合成的中间产物羟基异色酮（hydroxyversicolorone，HVN）转化为乙酸异丙醇半缩醛（versiconal hemiacetal acetate，VHA），异色酮（versicolorone，VN）转化为乙酸异丙醇（versiconol acetate，VOAc）；若moxY基因被破坏，则导致HVN和VN的积累，进而引发黄曲霉毒素的合成量减少[27-28]。BVMOs在自然界中分布广泛，参与非典型碳源的初级代谢以及有毒或有用的复杂次级代谢产物的合成，如抗生素、抗癌剂和抗增殖剂。作为一种化学拜尔-维利格氧化的替代物，其更为环保，并且具有更为良好的区域和对映选择性。
1.2.2 含黄素的单加氧酶
与其他B类黄素单加氧酶相比，FMOs具有独特的序列基序FxGxxxHxxxYK/R，用于特异性催化含杂原子化合物的氧化，对拜尔-维利格氧化反应的催化效率非常低。FMOs最初在肝微粒体中被鉴定，并命名为“混合功能氧化酶”，后更名为含黄素的单加氧酶。FMOs普遍存在于哺乳动物和真核生物中，包括多种亚型，定位于不同组织，并具有不同的底物特异性。人类基因组中发现了共计6个FMO基因，其中FMO3是最重要的亚型[29]。在哺乳动物中，FMOs负责含氮和含硫化合物的解毒作用[30]。近期多种人源和哺乳动物FMOs的结构解析取得了突破性进展[31-32]。与哺乳动物FMOs相比，酵母FMOs不氧化含氮化合物，只与生物硫醇发生作用，酵母细胞通过FMOs在内质网中制造氧化环境从而实现含二硫键蛋白的正确折叠[33]。目前，基因组分析表明，FMOs基因在植物中十分常见，如参与次生植物代谢物N-羟基-哌啶酸生物合成的植物来源的含黄素单加氧酶1[34-35]，参与多功能植物激素吲哚-3-乙酸生物合成的吲哚-3-丙酮酸单加氧酶（in dole-3-pyruvate monooxygenase）[36]以及具有亚砜化活性的大蒜来源的含黄素单加氧酶（Allium sativum flavincontaining monooxygenase 1，AsFMO1）[37]。与其它真核生物FMOs相比，细菌FMOs相对较少，但其更易于表达成为可溶性蛋白。因此，细菌FMOs逐渐发展成为有潜力的生物催化剂。
1.2.3 N-羟基化单加氧酶
N-羟基化单加氧酶与B类黄素单加氧酶具有序列同源性，但缺乏典型的序列基序FxGxxxHxxx[38]。当前，只有少数来源于细菌和真菌的NMOs被报道，这些NMOs通过催化L-鸟氨酸、L-赖氨酸、腐胺和尸胺的末端胺的N-羟基化，参与羟胺基苷酸的生物合成。Robinson等[39]研究发现NMOs中的鸟氨酸单加氧酶（ornithine monooxygenase，OMO）能够催化 L-鸟氨酸的羟基化反应为N5-羟基-L-鸟氨酸，而鸟氨酸N5-羟基化是生产天然产品重要非蛋白源构件哌嗪盐的第一步反应[40]。
1.3 C类～F类黄素单加氧酶
C类～F类黄素单加氧酶一般由还原酶和单加氧酶两个具有不同功能的多肽链组分组成。还原酶组分主要完成黄素的还原，而单加氧酶组分则通过分子氧氧化对应底物。这些多组分酶系统的单加氧酶仅有少数结构被解析。
C类黄素单加氧酶是一种TIM-barrel酶，它能从依赖NAD（P）H的黄素还原酶中获得FMN；其成员有细菌荧光素酶（bacterial luciferase，LUX）和烷磺酸单加氧酶（alkanesulfonate monooxygenase，SsuD），可分别实现醛氧化和脱硫（拜尔-维利格氧化），同时能够催化亚砜化、环氧化和羟基化反应[41-44]。
D类黄素单加氧酶能够结合FADH2/FMNH2，从依赖NAD（P）H的黄素还原酶获得还原型的FAD/FMN；目前已知的D类酶有近几十种，能够催化芳香羟基化或N-羟基化反应等。
E类黄素单加氧酶是具有PHBH（GR-2）折叠的环氧酶[45]，可从利用NADH的黄素还原酶获得FAD。例如，E类发现的苯乙烯单氧合酶（styrene monooxygenase，SMO），能够将苯乙烯衍生物转化为相应的（S）-苯乙烯氧化物[6]。
F类黄素单加氧酶可催化活化有机分子的区域选择性氯化和溴化反应，其代表性酶色氨酸-7-卤代酶（tryptophan-7-halogenase，PrnA）的催化反应机制是生成黄素过氧物中间体，进而与氯离子反应生成次氯酸[6]。
1.4 G类、H类黄素单加氧酶
G类和H类黄素单加氧酶是通过底物氧化还原黄素辅因子的单组分酶，主要催化氧化脱氨和氧化脱羧反应。G类黄素单加氧酶以氨基酸底物作为电子供体，其催化反应分为还原半反应和氧化半反应；反应过程中首先裂解氨基酸的α-CH键，形成与酶结合的亚胺酸，然后亚胺酸氧化脱羧最终形成酰胺。H类黄素单加氧酶具有TIM-barrel折叠，能够结合FMN，通过底物氧化还原黄素辅因子，此亚类的代表性酶是乳酸-2-单加氧酶（lactate 2-monooxygenase），可催化 L-乳酸氧化为醋酸盐、水和二氧化碳[6，41]。
2 黄素单加氧酶的特性及蛋白质工程
随着分子生物学、蛋白质工程和生物信息学的发展，黄素单加氧酶得到了广泛的生化和结构表征。通过对目的基因的高通量筛选，应用分子生物学和发酵工程等技术已获得多种高表达的黄素单加氧酶。利用定向进化和理性设计等蛋白质工程技术，扩大了酶的催化底物范围，开发出多种具有独特性质的生物催化剂，成熟生物催化剂开发流程见图1。
图1 开发成熟生物催化剂的全流程
Fig.1 Full process of developing a mature biocatalyst
2.1 黄素单加氧酶的表达与催化条件优化
2.1.1 表达条件优化
Van等[52]将PAMO作为BVMOs的模型，采用逐步改进的策略来提高PAMO在重组大肠杆菌中的表达水平，结果表明在30℃、0.2% L-阿拉伯糖的诱导下每毫克细胞可产生160 nmol/h PAMO，进一步发现诱导6 h内乙酸苄酯的生成相对稳定，4 h时诱导效果最佳。Riebel等[53]通过改变温度、阿拉伯糖浓度以及利用NADPH依赖性黄素还原的方法将来自红球菌RHA1的22个BVMO编码基因均以可溶性活性酶的形式进行表达。Dudek等[26]开发了一种基于周质表达PAMO的筛选方法，通过从施氏假单孢菌WM88中添加的亚磷酸盐脱氢酶（phosphite dehydrogenase，PTDH）使底物完全与酶结合并促进NADPH回收。另外，重组的PAMO蛋白在大肠杆菌细胞周质中得以功能性表达，同时实现了该系统与基于亚磷酸盐脱氢酶的再生系统连用完成生物转化。
2.1.2 催化反应过程优化
黄素单加氧酶生物转化的优化策略包括辅因子再生系统开发、原位底物进料和产物去除（substrate feeding and product removal，SFPR）技术、全细胞催化以及溶剂工程等。
黄素单加氧酶催化反应多数严格依赖于辅因子NADPH，然而NADPH的高成本限制了酶的实际应用，因此开发辅因子再生系统成为催化反应过程优化的重要一部分。利用细胞自身产生的NADPH进行生物转化可有效避免或减少NADPH的补充。细胞内的辅酶再生系统通常基于耦合酶反应，用于NADPH再生的典型酶包括葡萄糖-6-磷酸脱氢酶、亚磷酸盐脱氢酶、醇脱氢酶和葡萄糖脱氢酶。Kohl等[54]采用多酶级联反应促进NADPH辅因子的再生，即通过构建环己酮单加氧酶与乙醇脱氢酶（alcohol dehydrogenase，ADH）共表达的质粒载体pRSFDuet在大肠杆菌中进行表达来实现辅因子再生，与来自两个单独质粒分别表达相比，两个基因串联共表达的细胞对底物环己酮的转化率更高。Valencia等[55]将PTDH和BVMO进行融合，获得PTDH-BVMO融合蛋白，能够使系统中BVMO所需的NADPH实现自给自足。Lee等[56]研究发现，酵母中的NADH激酶在产生CHMO的大肠杆菌细胞中可以将NADH直接磷酸化为NADPH，与缺乏NADH激酶的对照相比，这种方法增强了分批补料生物转化中环己酮的氧化，并使产物ε-己内酯的产率提高了一倍。Wang等[57]提出了一种提高NADPH生物利用度的策略，即用枯草芽孢杆菌的NADP+依赖性gapB基因替换大肠杆菌中的天然NAD+依赖甘油醛-3-磷酸脱氢酶gapA基因，提高了NADPH利用度。Masuyama等[58]描述了一个酿酒酵母全细胞生物催化系统，在表达酵母来源的含黄素单加氧酶（yeast flavin-containing monooxygenase，YFMO）的同时表达UDP-葡萄糖醛酸转移酶，无需添加UDP-葡萄糖醛酸而获得葡萄糖醛酸苷类化合物；此外，在酵母中使用硫磺转移酶表达系统能合成磺基共轭物，而过程中不需要添加昂贵的辅助因子3-磷酸腺苷-5-磷酸硫酸盐，这种新的酵母表达系统可能成为生产N-或S-氧化物的有力工具。Delgove等[59]将来自Thermocrispum urbane的热稳定性环己酮单加氧酶与来自嗜酸嗜热原胞菌的葡萄糖脱氢酶共固定，用于NADPH辅因子再生。研究发现与在补料分批策略中应用的可溶性酶相比，共固定化可提供最有效的生物催化剂，在15个再利用循环中平均转化率为83%，生物催化剂产率提高50倍。这种固定化的生物催化剂有助于环己酮单加氧酶在大规模生物氧化过程中的应用。由此可见，全细胞生物催化和酶的固定化在黄素单加氧酶生物转化的优化中有着广阔的发展前景。
SFPR技术允许生物转化过程使用超过毒性水平的底物浓度，并避免由于底物或产物在体系中的浓度过高而产生的抑制反应。Mihovilovic等[60]在生物反应器中利用原位SFPR技术对丛毛单胞菌中的环戊酮单加氧酶进行生物转化，将4-甲基环己酮转化为相应的内酯，使得内酯的分离产率高达70%。Solé等[61]研究了来自Thermocrispum urbane的环己酮单加氧酶催化3，3，5-三甲基-环己酮氧化为三甲基-ε-己内酯，结果发现在中试工厂规模（100 L反应容器）反应9 h后，转化率达到85%，总分离的三甲基-ε-己内酯产率为76%。此外，Pazmiño等[62]通过将氨基酸残基Met446突变为Gly增强了PAMO介导的几种前手性硫醚氧化的立体选择性。Gonzalo等[63]进一步探索了溶剂工程方法扩大野生型和M446G PAMO的应用，在缓冲液/共溶剂的17种组合中评估了苄基甲基硫醚的氧化，并与水介质中的反应进行了比较，发现在含有5%甲醇的Tris-HCl（pH9.0）中进行的反应使相应的亚砜具有高转化率和良好的对映体比率。
2.2 黄素单加氧酶的蛋白质工程
黄素单加氧酶有8个亚类，具有不同的性质，能够催化不同的反应，但应用条件非常有限。因此，深入了解黄素单加氧酶的三维空间结构及其作用机制，利用蛋白质工程对其进行定向进化及合理设计，对提高酶的对映体选择性、区域选择性、扩宽酶的底物范围等方面具有重要意义。Romero等[64]对一种来自于Thermocrispum municipal DSM 44069的环己酮单加氧酶（Thermocrispum municipal cyclohexanone monooxygenase，TmCHMO）进行了纯化、表征、晶体结构测定以及底物特异性研究。Li等[65]对热稳定的TmCHMO底物结合口袋进行了迭代饱和突变，实现了该酶对底物4-苯基-2-丁酮的区域选择性从99∶1到2∶98的逆转。为了进一步扩大酶的底物谱，Zhang等[66]采用蛋白质工程改变CHMO邻近底物通道的活性位点，使底物特异性从环己酮单氧合作用转向奥美拉唑硫氧化，从而有利于合成药物奥美拉唑。Yang等[25]通过迭代位点特异性突变将耐高温苯丙酮单加氧酶的底物范围扩展到环己酮，获得的最佳突变体I67Y/P440F，在10 h内将环己酮转化为ε-己内酯的转化率可高达99%。Woo等[67]选择了来自恶臭假单胞菌KT2440的BVMO与可溶性多离子肽标签[即六-谷氨酸（E6）]融合后的重组酶（E6BVMO），将302位的半胱氨酸突变为亮氨酸，从而获得了在氧化和应激下更为稳定的酶（E6BVMOC-302L），该酶在优化催化条件后8 h内酯的生产浓度为132 mmol/L（41 g/L）。Shirey等[68]将一种黄素依赖的 N-羟基化单加氧酶SidA中参与结合NADPH焦磷酸部分的Ser257突变为Ala，其活性受到较大影响，表明该丝氨酸对于NADP+的正确定位十分重要，能够稳定黄素过氧化物中间体。Valentino等[37]在大肠杆菌中异源表达了大蒜来源的含黄素单加酶，解析了AsFMO1与FAD复合物的结构，然而研究发现AsFMO1在催化底物 S-烯丙基-L-半胱氨酸（S-allyl-L-cysteine，SAC）时几乎没有活性；SAC模型表明当S原子靠近黄素C4a时，可能没有足够的空间容纳SAC的3个末端C原子；鉴于蛋白质工程改造已经成功应用于CHMO、PAMO、BVMO等，极有可能实现通过定点突变使AsFMO1催化SAC产生目标产物。
近些年，B类黄素单加氧酶在表达条件优化、催化反应优化和蛋白质工程改造3个方面不断发展，研究工作者可以按照应用目的特定改造获得具有良好特性的酶。B类黄素单加氧酶在生化和结构表征方面的成功，推动了其在食品、医药、化工领域的广泛应用。
3 黄素单加氧酶在食品功能因子制备方面的应用
3.1 蒜氨酸的制备
目前，研究表明黄素单加氧酶参与食品功能因子蒜氨酸的生物合成。蒜氨酸（S-烯丙基-L-半胱氨酸亚砜）是大蒜中主要的含硫化合物之一[69]，为在组织受损时产生的药用和风味化合物的主要来源。蒜氨酸是半胱氨酸的衍生物，具有碳中心和硫中心的立体化学结构[70]。体内体外实验证实，蒜氨酸具有降血糖、降脂、抗氧化、免疫调节、抗辐射等生物活性，同时可作为调味品[71]，在不同条件下与其他物质发生反应产生风味物质，增加食品的甜味、咸味和鲜味，在食品及医药领域具有潜在的应用价值。研究表明，一些动物来源的含黄素单加氧酶能够对S-烯丙基-L-半胱氨酸进行S-氧化生成蒜氨酸，由此推测，在葱属植物中蒜氨酸的生物合成过程，含黄素的单加氧酶参与了S-氧化反应[72]。Yoshimoto等[73]发现了一种大蒜来源的含黄素单加氧酶AsFMO1，可催化SAC素进行S-氧化反应合成蒜氨酸。因此，近几年蒜氨酸的生物制备受到了广泛的关注。
3.2 硫代葡萄糖苷的制备
十字花科蔬菜的抗癌作用通常归因于天然产物硫代葡萄糖苷（glucosinolates，GSLs）的分解所产生的异硫氰酸盐。由4-甲基亚磺酰基烷基硫代葡萄糖苷分解产生的异硫氰酸盐，被认为具有抗癌特性。Hansen等[74]鉴定了一种拟南芥黄素单加氧酶，体内研究表明该酶可实现几乎全部的甲硫烷基硫代葡萄糖苷向甲基亚磺酰基烷基葡萄糖苷的转化，对生产富含预防癌症的萝卜硫素的功能食品具有重要意义。
4 结论与展望
黄素单加氧酶来源广泛，存在于绝大多数动植物、真菌和细菌中。由于其具有多种优良的性能，可用于蒜氨酸和萝卜硫素等多种保健和功能性食品的生产。截至目前，黄素单加氧酶家族已包含大约300种已知生理功能的酶，根据序列相似性和结构特征分为A类～H类。通过基因挖掘和蛋白质工程等手段，目前多种具有高对映选择性、高氧化活性和高热稳定性的黄素单加氧酶生物催化剂逐渐被开发。野生型及突变型黄素单加氧酶数量呈指数级增长，可催化新的氧化反应，从而进一步用于各工业领域。随着高通量筛选和蛋白质工程、多酶级联策略、固定化等技术的快速发展，大数据及人工智能、多酶定向共固定化、纳米载体等逐步延伸至更多不同功能黄素单加氧酶的发现及表征、结构及功能机制解析、应用拓展等，从而使其成为具有巨大潜力和发展前景的生物催化剂。
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