大连化物所辅酶改造研究取得新突破

　　

近日，中科院大连化学物理研究所赵宗保研究员领导的生物质高效转化研究组（1816组）在辅酶改造研究中取得突破，部分研究结果以全文形式发表在《美国化学会志》上。

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）是生命体系最重要的辅酶之一，广泛参与氧化还原、物质和能量代谢及信号传导等过程。NAD与生物大分子相互作用存在着比较保守的分子识别模式。创建非天然的辅酶识别模式，对调控生命过程、设计细胞工厂的功能和生物催化研究具有重要意义。

大连化物所1816组研究人员在辅酶改造研究方向进行了长时间的探索和积累，合成了系列NAD类似物，并采用半理性设计策略构建了NAD-依赖型苹果酸酶（ME）的突变体文库，通过筛选获得了专一识别辅酶类似物——烟酰胺5-氟胞嘧啶二核苷酸（NFCD）或烟酰胺胞嘧啶二核苷酸（NCD）的苹果酸酶突变体，建立了新的辅酶识别模式。

在此基础上，研究人员成功将该模式移植到其他氧化还原酶，如D-乳酸脱氢酶（DLDH）和苹果酸脱氢酶，均获得了具有NFCD偏好性的突变体，表明该非天然辅酶识别模式具有通用性。通过双酶耦合反应，研究人员还实现了NFCD循环再生。这项研究首次获得具有生物正交（bioorthogonal）特性的人工氧化还原酶体系，为选择性调控细胞内特定NAD-依赖型生物大分子的功能及系统生物学和合成生物学研究提供了全新思路，对高效获取液体生物燃料和高值生物基化学品具有重要意义。

辅酶改造相关研究得到了国家自然科学基金委和科技部973项目的支持。