近几十年来,生物催化技术有了很大的发展。在有机合成和各种工业应用中,使用酶已成为一种选择方法。因此,酶的市场正在迅速增长。到目前为止,水解酶占据了最大的市场份额,而氧化还原酶占据了第二位。
氧化还原酶是普遍存在的酶,催化氧化还原反应的各种化学品具有良好的特异性和选择性。在这一广泛分布的群体中,约50%依赖烟酰胺二核苷酸辅因子,即NAD(H)或其磷酸化等效物NADP(H)。NAD(P)+依赖的氧化还原酶与它们不同的代谢作用相关,通常更喜欢一种辅酶作为氢化物(H-)转移伙伴。底物的还原和氧化是通过将底物和辅因子结合到催化中心,然后在底物和辅因子烟酰胺部分之间转移一个氢化物基团来实现的。值得一提的是,在某些酶中,这也可以通过中间步骤间接发生。无论哪种方式,对于一个完整的转换,化学计量的昂贵和不太稳定的辅因子是必需的。
近期,德国慕尼黑工业大学Volker Sieber组报道了一个新的强大的烟酰胺二核苷酸磷酸辅因子类似物(carba-NADP+)及其接受的许多酶的氧化还原酶类。用天然NADP+的亚甲基取代一个核糖氧可以显著提高稳定性。
图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.
在中高温下用辅因子进行的分解实验表明,高温下其半衰期急剧增加,明显不利于吡啶-N-糖苷键的水解。
超过27种不同的氧化还原酶被成功地测试,并进行了全面的分析表征和比较。总之,辅因子carba-NADP+开辟了苛刻条件下的氧化还原生物催化领域。
图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.
参考文献:carba Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate: Robust Cofactorfor Redox Biocatalysis
Angew. Chem. Int. Ed.
DOI:10.1002/anie.202017027
原文作者:Ioannis Zachos, Manuel Döring,Georg Tafertshofer, Robert C. Simon, and Volker Sieber*