Angew：载酶纳米反应器用于在人工代谢中持续产生烟酰胺腺嘌呤二核苷酸

柚子

2021-01-15

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