我组辅酶改造研究经过长期探索和积累，部分成果近日以全文形式发表在《美国化学会志》上(http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja2074032)。

　　烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）是生命体系最重要的辅酶之一，广泛参与氧化还原，物质和能量代谢及信号传导等过程。NAD与生物大分子相互作用存在着比较保守的分子识别模式。创建非天然的辅酶识别模式，对调控生命过程，设计细胞工厂的功能和生物催化研究具有重要意义。我们合成了系列NAD类似物，并采用半理性设计策略构建了NAD-依赖型苹果酸酶（ME）的突变体文库，筛选获得了专一识别辅酶类似物—烟酰胺5-氟胞嘧啶二核苷酸（NFCD）或烟酰胺胞嘧啶二核苷酸（NCD）的苹果酸酶突变体，建立了新的辅酶识别模式。成功将该模式移植到其他氧化还原酶，如D-乳酸脱氢酶（DLDH）和苹果酸脱氢酶，均获得了具有NFCD偏好性的突变体，表明该非天然辅酶识别模式具有通用性。通过双酶耦合反应，我们还实现了NFCD循环再生。这项研究首次获得具有生物正交（bioorthogonal）特征的氧化还原体系，为选择性调控细胞内特定NAD-依赖型生物大分子的功能及系统生物学和合成生物学研究提供了全新思路，对高效获取液体生物燃料和高值生物基化学品具有重要意义。

　　辅酶改造工作得到了国家自然科学基金委和科技部973项目的支持。我组纪德彬、王磊、侯淑华、刘武军、王金霞和王倩等参与了本研究。（文/图 纪德彬）