新浪博客

氧化型辅酶NAD(P)的再生

2014-06-15 22:02阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/1821657744

alfa-羰基戊二酸氨盐/谷氨酸脱氢酶(GluDH)
谷氨酸脱氢酶(GluDH)催化alfa-羰基戊二酸氨盐还原成谷氨酸是NAD(P)再生循环的最好的方法，在使用辅酶NAD(P)的氧化反应过程中是应用最广泛的辅酶再生系统。
氧化型辅酶NAD(P)的再生

谷氨酸脱氢酶也可以催化alfa-羰基己二酸氨盐还原为L-胺基己二酸，同时氧化NAD(P)H再生NAD(P)。alfa-羰基戊二酸氨盐/GluDH辅酶再生体系可在无氧条件下再生
NAD或NADP，具有足够的热动力学优势(△E0’=-0.121 V)，适用于大多数生化氧化过程。该系统用到的酶价格不贵，生成的副产物氨基酸稳定且对酶无害。
丙酮酸/L-乳酸脱氢酶
使用丙酮酸/L-乳酸脱氢酶系统再生辅酶NAD，相比GluDH再生系统来说在成本上更有优势，也具有更高的专一活性，并且在反应体系中更稳定，反应底物丙酮酸也相比alfa-羰基戊二酸更便宜。
氧化型辅酶NAD(P)的再生

其相对劣势则是还原势(△E0’=-0.185 V)较alfa-羰基戊二酸氨盐/谷氨酸脱氢酶(GluDH)再生系统低，而且不适用于NADP的再生过程。
乙醛/醇脱氢酶(ADH)
乙醛/酵母醇脱氢酶(YADH)在制备果糖和环酮时做为辅酶再生系统使NAD在反应体系中形成循环，TTN达到1000-19000。该系统成本较低，专一活性高，副产物醛和底物醇都易挥化，使产品易于分离。其缺点是还原势低(△E0’=-0.199 V)，反应体系中的酶的催化活性也可能易被醛或醇抑制，同时底物醛可能会在反应体系中自身缩合或与辅酶NAD发生反应。
其它酶催化再生系统
有研究用氧气/NADH氧化酶、黄素单核苷酸(FMN)/黄素单核苷酸还原酶等系统来再生循环NAD，NADH氧化酶直接催化NADH转移电子到氧分子上生成NAD，黄素单核苷酸还原酶则是催化NADH还原FMN或其它电子接收剂。对这类再生系统来说，酶必须对氧气或其它氧化剂稳定，相对TTN也不是很高，另外需用到的酶还没有商品化供应。
电化学法
虽然相比再生还原型辅酶，用电化学法再生氧化型辅酶无副产物且不要求高选择性反应过程。但仍然面临着电极易被吸附结垢和需要强超电势这两大难题，使用修饰电极并设法降低超电势问题，以及增加电化学反应活性，成为解决难题的必经之途。
化学和光化学方法
FMN可介导NADH转移电子到氧气分子，被用于NADH的再生。问题是FMN可以被NADH缓慢还原，而FMN价格也较贵，同时TTN也较少超过50。
把FMN固定在水溶性高分子载体上，并用膜反应器实现回收循环使用，可使乙醇和G6P氧化的同时，再生NAD或NADP，TTN可分别达到350和1600。
电子转移试剂吩嗪硫酸甲酯(PMS)等被用来氧化NAD(P)H再生NAD(P)，催化量的PMS还和光敏剂甲基蓝在光照的条件下一起促进NAD(P)的再生。
生物法
固定化细胞可用来再生循环NAD(P)，具有较高的工业化应用潜力，值得深入和系统的研究。
总结
原位NAD(P)再生不及NAD(P)H再生研究的深入和透彻。目前alfa-羰基戊二酸/谷氨酸脱氢酶是氧化型烟酰胺类辅酶再生的最好方法，也是NADP再生的唯一有较大实用价值的方法。丙酮酸/L-乳酸脱氧酶因其低成本、高稳定性和易于后处理，在NAD再生中也很有优势。以乙醛还原、电化学氧化和全细胞法为基础的NAD(P)再生方法也具有较大的应用潜力，值得进一步深入研究。

我的更多文章

下载客户端阅读体验更佳

APP专享