一碳化合物的高效利用與生物轉化是當前生物制造領域的研究熱點，將一碳化合物轉化為高附加值的精細化學品，在醫藥、食品、化工領域具有重要的科學意義和開發價值。中國科學院天津工業生物技術研究所研究員孫媛霞帶領的功能糖與天然活性物質研究團隊圍繞這一熱點，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。
碳鏈延伸是實現一碳化合物高效利用的關鍵步驟，研究團隊通過關鍵酶元件挖掘獲得了高催化活性的醛縮酶，建立了體外多酶級聯反應，將碳鏈由1碳延伸至6碳，并以甲醛為底物合成了赤蘚酮糖、2-脫氧L-核糖、2-脫氧L-木糖和L-山梨糖等高附加值化合物；為降低級聯反應中副產物的積累，采用了分步級聯策略，提高了目標產物的轉化率。此外，研究團隊建立并優化了全細胞催化合成赤蘚酮糖轉化工藝路線，底物耐受性達3mol/L，赤蘚酮糖產率達126g/L/h，是目前報道的最高水平。該研究成果對一碳化合物高附加值利用具有借鑒意義。
該研究得到國家自然科學基金和國家重點研發計劃項目的資助，并已申請中國發明ZL，相關成果發表在Catalysis Science & Technology上。