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近日，中国科学院大连化学物理研究所赵宗宝研究团队在非天然辅酶领域取得新进展，研发出烟酰胺胞嘧啶二核苷酸合成酶和NCD自给自足微生物细胞。这已成功用于构建高度选择性的代谢途径。相关研究成果发表在《NatureCommunications》上。
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸是细胞必需的辅酶，广泛参与代谢等过程，因此很难预测NAD水平变化引起的生物学效应。为了克服天然辅酶调控的局限性，赵宗宝团队致力于基于非天然辅酶的合成生物学研究。
本研究以烟酸单核苷酸腺苷酸转移酶为模板，对底物烟酸单核苷酸和三磷酸腺苷的结合口袋进行半理性设计和修饰，并将其转移至烟酰胺单核苷酸和三磷酸糖苷的胞嘧啶突变体NCD合酶中。获得了偏爱研究团队在大肠杆菌中表达NcdS，利用内源CTP和NMN合成NCD，并通过加强前体合成步骤，使胞内NCD含量达到50mmol/L，超过天然辅酶，获得了自给自足的菌株非传染性疾病。我能够。此外，研究团队还通过表达NCD第一苹果酸酶和D-乳酸脱氢酶，实现了NCD介导的L-苹果酸选择性转化为D-乳酸。
该研究为非天然辅酶的细胞内合成奠定了基础，并为合成生物学和化学生物学的后续研究提供了参考。
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