大連化物所輔酶改造研究取得突破
近日，中科院大連化學(xué)物理研究所趙宗保研究員領(lǐng)導(dǎo)的生物質(zhì)高效轉(zhuǎn)化研究組（1816組）在輔酶改造研究中取得突破，部分研究結(jié)果以全文形式發(fā)表在《美國化學(xué)會志》上(http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja2074032)。
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(zhì)和能量代謝及信號傳導(dǎo)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(chuàng)建非天然的輔酶識別模式，對調(diào)控生命過程、設(shè)計細胞工廠的功能和生物催化研究具有重要意義。我所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(shè)計策略構(gòu)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(chǔ)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(yīng)，研究人員還實現(xiàn)了NFCD循環(huán)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(diào)控細胞內(nèi)特定NAD-依賴型生物大分子的功能及系統(tǒng)生物學(xué)和合成生物學(xué)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(xué)品具有重要意義。
輔酶改造工作得到了國家自然科學(xué)基金委和科技部973項目的支持。
