布氏假絲酵母來(lái)源的甲酸脫氫酶（FDH）是一種在各種反應(yīng)中廣泛研究和應(yīng)用的NADH再生酶。由于許多氧化還原酶需要NADPH，因此產(chǎn)生了對(duì)NADP+具有轉(zhuǎn)移的輔因子特異性的FDH突變體。然而，闡明氫化物供體的底物特異性的工作較少。
圖片來(lái)源：ACS Catal.
有鑒于此，Ruhr University Bochum的Dirk Tischler報(bào)道了FDH催化的甲酰胺及其衍生物的接受NADP+的底物范圍，該反應(yīng)將底物裂解成CO2和對(duì)應(yīng)的胺，同時(shí)再生輔因子NADH和NADPH。通過酶分子改造獲得了接受NADP+的FDH突變體C23S/D195Q/Y196R/Q197N（FDH M5），野生型FDH和FDH M5對(duì)10%（v/v）的甲酰胺（F），N-甲基甲酰胺（MF）和N, N-二甲基甲酰胺（DMF）的活性分別為80、67和4.5 mU/mg，以及4.9、4.7和0.5 mU/mg。
圖片來(lái)源：ACS Catal.
隨后通過分子對(duì)接和分子動(dòng)力學(xué)模擬深入了解FDH與底物結(jié)合的情況，結(jié)果表明FDH與底物結(jié)合的構(gòu)象發(fā)生了明顯的變化。
圖片來(lái)源：ACS Catal.
此外，突變體FDH M5被用于米曲霉來(lái)源的還原胺化酶對(duì)環(huán)己酮進(jìn)行還原胺化的級(jí)聯(lián)反應(yīng)，以N-甲基甲酰胺作為氫化物和胺供體，在全細(xì)胞中該反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率達(dá)到72%。結(jié)果表明，這項(xiàng)工作拓寬了FDHs在生物催化中的適用性。
圖片來(lái)源：ACS Catal.
原文標(biāo)題：Unlocking Catalytic Diversity of a Formate Dehydrogenase: Formamide Activity for NADPH Regeneration and Amine Supply for Asymmetric Reductive Amination
原文作者：Artur Maier, Tanja Knaus, Francesco G. Mutti, and Dirk Tischler*
ACS Catal. 2024, 14, 2207?2215
