最终幻想12重制版装备合成材料表(最终幻想12重制版攻略)
尼龙(Nylon),即聚疏胺(PA),是分子主链上含有重复胺基团(-INHCO-)的一类高聚物的总称。根据聚合单体性质，其可分为脂肪族尼龙、芳香族尼龙和脂肪/芳香族尼龙。其中脂肪族尼龙品种繁多、产量较大，并广泛应用于各工业领域，其命名方式由聚合单体所含碳原子数而定。尼龙12，又称聚十二内酷胺，即单体单元中平均碳原子数为12的脂肪族尼龙，尼龙12作为一种特种长碳链尼龙(单体原子数在10以上)，除具尼龙6和尼龙66等常规尼龙的一般优良性能外，还具有吸水性小、相对密度小、耐摩擦、耐燃油、耐化学性、耐候性能好等优点，综合性能十分优异。
尼龙12如今在3D打印、汽车制造、油气开采、医疗器械和电子电气等领域已获得广泛的应用。近年来，尼龙12的市场需求量持续增长，预计2026年全球市场规模将达到约17.3亿美元。随着我国电子、汽车、机械等产业的迅速发展，中国已成为尼龙12全球第三大消费市场。然而，我国以尼龙12为代表的长碳链尼龙的生产面临着聚合单体化学合成技术壁垒高、合成路线长和生产成本高等问题，几乎全部依赖进口。目前，尼龙12的产能主要被法国Arkemma、德国Evonik、日本UBE和瑞士EMS掌握。
尼龙12单体的化学法合成：
尼龙12的合成可以通过-氨基月桂酸(-AmDDA)或十二内酷胺聚合得到。这两种单体的化学法合成制备路线有氧化肘化法、光亚硝化法、斯尼亚法和过氧胺法。
其中，以丁二烯为原料合成单体的技术路线应用较广:以丁二烯为原料，先合成环十二碳三烯，随后以其为原料采用氧化肪化法、光亚硝化法或斯尼亚法合成-十二内疏胺。氧化厅化法是尼龙12实现工业化生产最早采用的方法，其以丁二烯为原料经过三聚、催化加氢、氧化、酮化、肘化、贝克曼重排等多个步骤合成w-十二内疏胺。
或者以环已酮为原料采用过氧胺法合成w-AmDDA。单体制备完成之后，通过w-AmDDA缩聚反应或w-十二内酷胺开环聚合反应合成尼龙12。化学法存在的问题主要是:丁二来自于石油的C4留分其供应受石油市场波动影响较大,而且在合成过程中要使用苯、发烟硫酸等毒性腐蚀性较大的原料，同时产生大量废弃物，对环境造成巨大的压力。
近年来,越来越多的尼龙生产企业与科研工作者将目光转向了生物参尼龙的发展，其中包括Evonik、Dupont、DSM和BASF等著名化工企业。目前，已有多种尼龙单体实现了生物法从头合成，包括尼龙4草体4-氨基丁酸、尼龙5单体5-氨基戊酸和尼龙6单体6-氨基已酸。然而，从头生物合成更长碳链的氨基酸类尼龙单体目前还未实现。
目前，长碳链氨基酸类尼龙单体的生物基合成主要是通过裂解天然油脂或以植物油衍生化合物为原料进行全细胞催化合成。例如，最早实现生物基产业化的尼龙单体-十一碳氨基酸是以范麻油为原料，经过裂解、醉解等一系列催化步骤合成间。
Ayorinde等将由斑鸠菊油皂化、重结晶得到的斑鸠菊酸作为原料经过一系列化学催化步骤合成-十一碳氨基酸和-AmDDA。
2011年，德国多特蒙德工业大学Buhler课题组首次报道了-十二内疏胺的酶法合成，利用0-十二内酷胺水解酶将w-基月桂酸甲(ADAME)转化为-十二内酷胺，但是此反应需要在pH10的碱性条件下进行，并且存在严重的副反应，产率仅为13%。
2013年，Buhler课题组又报道了ADAME的酶法合成，通过构建烷烃单加氧酶AlkBGT和转氨酶(-TA)CV2025的双酶催化体系，用大肠杆菌进行全细胞催化，将月桂酸甲(DAME)转化为ADAME。
其中烷烃单加氧酶能够催化三步反应，除了DAME的整化及其进一步氧化生成0-我基月桂酸甲脂(ODAME)，同时还生成过度氧化的副产物十二烷二酸甲醋:而w-TA催化ODAME最终生成ADAME，在此过程中以L-两氨酸作为氨基供体。
随后，该组又通过引入源自恶臭假单胞菌PseudomonasputidaGPol烷烃降解操纵子中的外膜蛋白AlkL提高了大肠杆菌对DAME的摄取能力，以及过表达枯草芽跑杆菌Bacillussubtilis来源的L-丙氨酸脱(AlaDH)实现了转反应辅底物L丙氨酸的再生，并通过表达非NAD(P)H依赖型的醇脱酶AlkJ促进了ODAME的形成，一定程度上降低了过度氧化的问题。
但是，这个体系仍然存在一些问题有待解决，特别是用于催化释化反应的NADH依赖型烷烃单加氧酶AIkBGT会造成ODAME的过渡氧化生成十二烷二酸甲酷，而醇脱氯AlkJ的表达虽然缓解了这个问题带来的不良影响,但是没有从根本上解决问题。
此外AlaDH的催化效率不高，影响了转氨反应的顺利进行。2018年，Sung等利用醛还原酶(AHR)和-TA构成的平行反义两步级联将-整基脂肪酸转化为相应的-氨基脂肪酸。
大量转氨辅底物的添加及NAD(P)H再生循环的构建使该级联系统能以出色的转化率(85%)从200mM-基月桂酸(-OHDDA)形成170mMw-AmDDA。同年，Ahsan等为从DDA生产-AmDDA，开发了新型P450(CYP153A13)、AlkJ和-TA的级联反应。
然而，由于将CYP153A13、氧化还原伴侣CamA/B、AlkJ和-TA分解为两种全细胞催化模块构建的双菌催化系统存在传质障碍，以及未对反应所需辅因子的供应进行优化，300gcDw/L高浓度的全细胞催化剂5h反应2MDDA产生0.6mM的AmDDA。
虽然，该课题组随后将CYP153A13与CYP102A1的NADPH依赖性还原醇域(NCP)构成合体简化了催化体系并实现了DDA到-AmDDA的全细胞催化。但由于辅因子供应的不平衡导致24h反应10mM底物仅合成1.48mM的w-AmDDA
总而言之，虽然国外已经有了一些尼龙12单体生物合成的相关研究，但是效率均较低，且目前还没有实现从头生物合成。
多酶级联反应：
高价值化学品的有机合成通常是通过分步过程进行的多步反应，需要对每个步骤中产生的化合物进行分离和纯化。受活细胞中代谢途径包含多种酶的启发研究人员将两种及以上的酶进行组合构成多酶级联反应以进行化学品合成这种方法与传统化学合成相比有着明显的优势。例如，无需进行中间体的分离并最大限度地减少了废物的产生，克服可能的热力学障碍并避免中间体的抑制，从而提高了产品产量:显著减少处理所需时间和空间，从而降低了运营成本和能源消耗。近年来由于合成生物学、蛋白质工程、代谢工程和DNA测序技术的发展，多酶级联反应体系获得了快速发展。
多酶级联反应可分为线性、正交、平行、三角形和循环级联五种类型。线性级联是最简单的级联形式，涉及通过一种或多种中间体将单一底物加工成单一产品的线性生物转化序列。这种类型的级联可以缓解不利的平衡，并使不稳定或有毒中间体得到快速转化。
正交级联则由一个单一的转化反应组成，该转化反应与辅助反应相结合以促进目标产物的形成，其中一种非常常见的方法是去除不需要的副产物或通过辅因子和/或辅底物的再生来推动平衡朝所需产物的方向移动。
辅因子再生也可以通过使用平行级联来实现。与正交级联不同，平行级联包含第二个潜在有用的反应，其对辅因子转换有互补需求。
循环级联需要将一些中间体循环到起始材料中，例如在去外消旋反应中。三角级联涉及将初始底物转化为中间体，在后续步骤中再与初始底物结合。多酶级联设计可能涉及这些级联的组合版本，从而产生有趣的特性和优势。
例如，可以通过组合正交级联与线性级联来构建循环再生系统，从而允许通过对初始酶反应的中问体进行下游处理实现辅底物的再生
全胞体多级联反应
多酶级联反应可以在体外或体内进行。体外多酶级联反应中生物催化剂以纯酶、粗酶液或固定化酶等形式完成催化反应。体外多酶级联允许以高度灵活的方式进行一锅反应，每个反应步聚的酶量可灵活控制以实现完全转化并提供更清洁的反应。然而，各酶的破碎、纯化、浓缩和固定化需要额外的准备步骤及经济成本。此外，体外多酶级联反应往往受到酶的底/产物抑制、稳定性差、易受催化体系pH或温度波动影响的限制。若催化反应的酶需要辅因子，则体外催化由于需要添加昂贵辅因子，在成本上不具优势。
与之相比，全细胞体内多酶级联反应存在明显优势。例如，各酶在胞内完成反应避免了酶的分离纯化等诸多复杂步骤;胞内自带各种辅因子易于实现循环再生以支持多酶级联反应的顺利进行,避免或减少了对额外添加昂贵辅因子的需求，降低了经济成本:各酶在胞内共表达增加了酶的局部浓度并缩短了各酶间距离，加快了反应速率并可以避免有害中间产物的积累和扩散;细胞膜将不稳定的酶封闭在胞内相对稳定的环境中使其不易失活。
一般来说，可以使用三种形式的全细胞，每种形式各有优缺点。冻干细胞是一种方便且经济的体外生物催化剂。一旦准备好，它们就可以很容易地储存、运输和用于生物转化。然而，凉干细胞中的代谢大多是失活的，因此在反应过程中应共表达或添加用于辅因子再生的额外酶。静息细胞不生长但仍具有代谢活性因此辅因子可以通过葡萄糖等的代谢来再生。然而，它们霄要在每次生物转化之前进行培养。生长中的细胞会自我复制并在生物转化过程中继续表达酶，从而实现一锅催化剂制备和生物转化。然而，它们通常更容易受到生物转化底物/产物的抑制/毒性的影响。
全胞多酶级联反应的优化
对于复杂的级联反应，各酶表达水平的平衡优化是一项不可或缺但往往具有挑战性的任务。非天然多酶级联途径的构建通常涉及不同来源的蛋白质的应用，并且多个重组蛋白的共表达也可能会导致显著的代谢负担,并导致所需酶的产量下降，因此，往往需要在细胞生长和蛋白质表达条件上达成妥协。此外，一些醉如P450单加氧酶由于其三维结构复杂通常难以在细菌细胞中以功能形式表达启动子工程、调整基因拷贝数和翻译效率可以帮助调节单个酶的表达水平。共表达合适的分子伴侣有助于复杂结构酶的可溶性功能表达。
对于复杂级联反应的优化，合成生物学的模块化方法至关重要。Wu等展示了一种通过长级联实现高效生物转化的模块化方法:在模块内水平，通过使用快速的最后一步反应将中间体的积累量降至最低;在模块间水平，通过使用具有不同拷贝数的质粒来调节整个模块的表达水平。这种模块化策略成功地实现了多种末端烯烃衍生产物的高转化率，对于其他复杂体内多酶级联反应的优化具有借鉴意义。
细胞膜为各酶创追相对稳定胞内环境的同时也造成了传质阻碍。跨膜运输受限导致酶在全细胞体内催化时的效率比体外催化慢1-2个数量级长链脂肪酸和碳氢化合物等疏水性底物的跨膜运输通常是困难的,因为它们在水性介质中的溶解性和分散性差，并且细胞膜的渗透性低。大肠杆菌外膜的外层主要由脂多糖组成，被认为是大型疏水底物转运到胞内的主要屏障。
许多物理化学方法可以改变细胞膜渗透性促进疏水分子的运输效率，从而提高全细胞反应效率。例如，可以通过添加表面活性剂、有机溶剂和共辄低聚物等化学试剂破坏细胞膜的完整性:利用超、电渗透、高温或冻融等物理方法处理也可提高细胞膜对疏水底物的渗透性。然而，这些方法对细胞膜完整性的破坏可能会对全细胞催化剂的细胞活力和代谢活性产生负面影响。
更好的解决方案是表达特定的膜转运蛋白以促进底物的摄入。外膜蛋白AIkL的表达显著增加了大肠杆菌细胞对烷烃和线性脂肪酸脂的摄取，并促进了整体级联转化。在大肠杆菌中过表达脂肪酸转运蛋白FadL，也有利于脂肪酸的全细胞生物转化。在细胞膜中引入转运蛋白的关键点之一是优化其表达水平，因为转运蛋白的过高表达可能会对细胞中级联酶的平衡表达产生负面影响，并可能导致有毒底物摄入过多而产生不良副作用。
烟毓胺辅因子NAD(P)H常常参与级联反应中反应物的还原和氧化。在全细胞生物转化过程中再生烟疏胺辅因子的方法之一是使用细胞内源葡萄糖代谢途径。理论上，从一个葡萄糖分子完全氧化成CO2过程中可以实现10到11个NAD(P)H分子的再生。转(例如大菌的PntAB和UdhA)可以使NAD(P)H在细胞中相互转化。此外，异源葡萄糖脱(GDH)37或甲酸脱酶(FDH)也可用于再生NADPH和NADH。另一方面，NAD(P)的再生可以通过NAD(P)H氧化酶以02作为电子受体实现。
酶级联中辅因子再生的另一种方法是利用合适的辅因子回收系统来构建氧化还原中性的多醇网络。一个很好的例子是将NAD依赖性醇脱氢酶和-TA与NADH依赖性AlaDH偶联，用于以醇为底物生产股，其中AlaDH用于同时实现NAD(H)辅因子和胺供体的循环。
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