辅酶自循环的氧化还原级联体系在生物催化过程中的应用:机遇与挑战

氧化还原酶是生物催化过程中应用最为广泛的一类酶,其可以在温和条件下高选择性进行催化,在化工、医药、农业等领域发挥着重要作用。大部分氧化还原酶催化的反应需要烟酰胺辅因子参与。烟酰胺辅因子价格昂贵,大量外源添加会加重成本,无法满足工业生产的要求,因此开发高效经济的辅因子再生策略对氧化还原酶的工业应用具有重要意义。在常用的辅因子再生方法中,酶法因其高效绿色的特点得到了广泛的应用。其中,辅酶自循环的氧化还原级联体系是一种特殊的酶法再生烟酰胺辅因子策略,它能结合多酶级联催化,在不添加任何共底物的情况下,完成烟酰胺辅因子内部的自给自足循环再生。相比其他酶法再生策略,其具有副产物少、原子经济性高等突出优势。本文按照酶促反应进行的顺序将辅酶自循环的氧化还原级联体系分为四大类进行讨论,并以醇/醛脱氢酶为基础,综述了该体系应用于生物催化过程的机遇与挑战,为进一步开发更高效的辅酶自循环的氧化还原级联体系提供思路。