Chem. Soc. Rev.：蛋白质衍生的辅因子：化学创新拓展酶催化作用

Nanoer-z

2025-03-30

蛋白质衍生的辅因子通过对单一氨基酸的翻译后修饰或氨基酸侧链的共价交联形成，代表了一类快速扩展的催化基团，重新定义了酶的功能。曾被认为是稀有的。鉴于此，美国得克萨斯大学圣安东尼奥分校Aimin Liu等整合了辅因子生物合成、反应性、代谢调控和合成应用方面的最新进展，突显了蛋白质衍生辅因子的化学领域不断扩展和种类日益增多的情况，以及它们在酶学、生物催化和生物技术领域的深远影响。

本文要点：

（1）蛋白质衍生的辅因子在所有生命领域中都有出现，它们的种类在二十年内从17种增长到38种。它们的生物合成通过多样的途径进行，包括氧化、金属辅助的重排以及酶促修饰，产生复杂的结构元素，支撑着独特的催化策略。这些辅因子跨越了顺磁性和非自由基状态，包括单自由基和交联自由基形式，有时还伴随着额外的修饰。

（2）尽管它们的发现速度加快，但机制理解仍滞后，因为传统的突变实验会破坏辅因子的组装。新兴的方法，如特定位点非典型氨基酸的引入，现在能够精确探究辅因子的生物合成和功能，提供了一种可行且日益严格的方式来获得机制上的见解。除了氧化还原化学和电子转移外，这些辅因子还赋予酶扩展的功能。

（3）最近的研究揭示了新的范式，如远程催化和氧化还原调控的交联作为分子开关。结构生物学、质谱学和生物物理光谱学的进展不断阐明它们的机制。此外，合成生物学和仿生化学越来越多地利用这些自然设计来工程化酶启发的催化剂。

Chem. Soc. Rev., 2025, Advance Article

https://doi.org/10.1039/D4CS00981A