Synthesis of NAD analogs to develop bioorthogonal redox system

Three new nicotinamide adenine dinucleotide(NAD) analogs were synthesized,and their characteristics as cofactors for Escherichia coli malic enzyme(ME) and its double mutant ME L310R/Q401C were analyzed.Each pair of the NAD analog and the double mutant showed good orthogonality to the natural pair of NAD and ME in terms of catalyzing oxidative decarboxylation of L-malic acid.Results indicated that molecular interactions between redox enzyme and cofactor could be further explored to generate new bioorthogonal redox systems.

手性NAD类似物合成及其辅酶应用

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)是生命体中必不可少的氧化还原辅因子。NAD具有β-NAD和α-NAD两种差向异构体,而大多数NAD依赖酶偏好β-NAD。近年来,已合成大量结构简化的NAD类似物,并探索其作为氧化还原辅因子应用于生物催化反应。通常认为酶天然具有立体选择性,而很多结构简化的NAD类似物不含手性中心,暗示有必要合成手性NAD类似物以评估其性能。本研究拟设计合成手性NAD类似物,并初步探讨部分氧化还原酶利用它们作为辅酶的催化性能。以商品化光学纯的氨基-3-苯基丙酸为手性原料,合成了两对NAD类似物对映体,并用来源于巨芽孢杆菌的突变型细胞色素P450单加氧酶(P450 BM3 R966D/W1046S)和来源于硫化叶菌的突变型葡萄糖脱氢酶(SsGDH I192T/V306I),测试这些NAD类似物作为辅酶的催化活性。结果发现,P450 BM3 R966D/W1046S利用还原型S构型NAD类似物的催化效率高于对应的R构型NAD类似物;而SsGDH I192T/V306I则对NAD类似物对映体均没有活性。研究初步表明,氨基酸可作为手性原料制备立体构型明确的NAD类似物,而氧化还原酶表现出偏好特定手性NAD类似物的现象,也提示需要合成更多的手性NAD类似物,并系统测试和匹配氧化还原酶及其突变体,以创建出基于辅酶依赖型氧化还原酶的新催化体系。

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD^+)类似物的合成及与NAD^+依赖型酶相互作用进展

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)与NAD+依赖型酶间的相互作用在细胞氧化还原反应、能量代谢、信号转导过程中发挥着重要作用.NAD+依赖型酶利用共同的辅酶,它们之间相互作用规律受到越来越广泛的关注.主要针对NAD+类似物的合成及与NAD+依赖型酶相互作用研究的最新进展作一综述,包括NAD+类似物的合成及其与天然NAD+依赖型酶相互作用、NAD+与突变酶相互作用及NAD+类似物与突变酶相互作用.

新型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)类似物的合成及其辅酶活性

尝试4种形成焦磷酸键的方法合成了5种结构新颖的新型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)类似物.初步考察了类似物的生物活性,发现苹果酸酶和醇脱氢酶以类似物3b和3d为辅酶时,活性只有以NAD为辅酶时的13%～30%;而以类似物3a,3c和3e为辅酶时,这些酶的活性均极低.