烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)是许多生物催化途径中必不可少的辅酶。在自然界中,NAD+可通过酶作用而不断地从NADH中再生,而所有合成型NAD+的再生策略都需要不断地提供昂贵的试剂并会产生副产品。德国马普所Katharina Landfester和特温特大学Frederik R. Wurm设计了一种人工酶组合以从氧气和水中连续产生NAD+,其过程只需要提供少量丙酮酸,而不需要额外的有机反应底物。
本文要点:
(1)三种酶(LDH、LOX和CAT)组合可通过温和的氟化物催化的溶胶-凝胶过程被共价封装到可渗透底物的二氧化硅纳米反应器中。组合酶可以在纳米反应器内保持活性,防止被水解和发生热诱导变性。
(2)实验也成功地利用该纳米反应器实现了NAD+的连续产生,这不仅可以用于在人造葡萄糖代谢中对葡萄糖进行传感,还可以将非氧结合的高铁血红蛋白还原为为氧结合血红蛋白,而这一种转化也有望用于治疗高铁血红蛋白症。综上所述,这种多功能的工具有望用于设计依赖于人造NAD+的代谢或NAD+介导的氧化还原反应。
Seong-Min Jo. et al. Enzyme-loaded nanoreactors enable the continuous regeneration of nicotinamide adenine dinucleotide in artificial metabolisms. Angewandte Chemie International Edition. 2021
DOI: 10.1002/anie.202012023
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202012023