輔酶改造研究取得新進展

　　近日，中科院大連化學物理研究所趙宗保研究員領導的生物質高效轉化研究組(1816組)在輔酶改造研究中取得突破，部分研究結果以全文形式發表在《美國化學會志》上。

　　煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)是生命體系最重要的輔酶之一，廣泛參與氧化還原、物質和能量代謝及信號傳導等過程。NAD與生物大分子相互作用存在著比較保守的分子識別模式。創建非天然的輔酶識別模式，對調控生命過程、設計細胞工廠的功能和生物催化研究具有重要意義。

　　大連化物所1816組研究人員在輔酶改造研究方向進行了長時間的探索和積累，合成了系列 NAD類似物，并采用半理性設計策略構建了NAD-依賴型蘋果酸酶(ME)的突變體文庫，通過篩選獲得了專一識別輔酶類似物——煙酰胺5-氟胞嘧啶二核苷酸(NFCD)或煙酰胺胞嘧啶二核苷酸(NCD)的蘋果酸酶突變體，建立了新的輔酶識別模式。

　　在此基礎上，研究人員成功將該模式移植到其他氧化還原酶，如D-乳酸脫氫酶(DLDH)和蘋果酸脫氫酶，均獲得了具有NFCD偏好性的突變體，表明該非天然輔酶識別模式具有通用性。通過雙酶耦合反應，研究人員還實現了NFCD循環再生。這項研究首次獲得具有生物正交(bioorthogonal)特性的人工氧化還原酶體系，為選擇性調控細胞內特定NAD-依賴型生物大分子的功能及系統生物學和合成生物學研究提供了全新思路，對高效獲取液體生物燃料和高值生物基化學品具有重要意義。

　　輔酶改造相關研究得到了國家自然科學基金委和科技部973項目的支持。