羰基还原酶工程中辅底物催化能力的优化：提升不对称还原效率的新维度

【编辑推荐】本研究聚焦羰基还原酶（BaSDRX）在底物偶联系统（substrate-coupled system）中辅底物（cosubstrate）催化能力的工程改造，通过理性设计获得突变体T133H/E142F和T133H/R137Q/E142A，其对2′,6′-二氟苯乙酮的催化活性分别提升5.9倍和27.9倍。研究首次系统阐明辅底物（如葡萄糖/isopropanol）的催化效率是影响NAD(P)H再生及整体反应性能的关键因素，为酶工程提供了新视角。

　　

Highlight

羰基还原酶BaSDRX的工程改造从辅底物催化能力这一未被充分探索的维度出发，显著提升了其整体催化性能。突变体T133H/E142F和T133H/R137Q/E142A在以葡萄糖和异丙醇（isopropanol）为辅底物时，对2′,6′-二氟苯乙酮的比活性分别提高5.9倍和27.9倍。酶-辅底物复合物分析显示：T133H/E142F的底物结合口袋空间位阻增大，迫使葡萄糖更接近催化中心；而T133H/R137Q/E142A则通过形成新空腔为异丙醇创造更多接触催化位点的机会。

Conclusions

本研究成功通过优化羰基还原酶对辅底物的催化能力，提升了底物偶联系统的整体性能。结果表明，辅底物催化效率是影响不对称还原反应的关键维度。突变体T133H/R137Q/E142A在100 mM底物浓度下，以异丙醇为辅底物高效合成ee值99.9%的(S)-1-(2,6-二氟苯基)乙醇，为工业化应用提供了潜力。

（注：翻译严格保留专业术语如NAD(P)H、ee值等，并采用"空间位阻""催化位点"等生动表述，同时省略文献引用标识）