烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）是许多生物催化途径的必需辅酶。在自然界中，NAD⁺是通过酶从NADH中不断再生的，所有合成的NAD⁺再生策略都需要不断供应昂贵的试剂并产生副产品，这使得这些策略缺乏吸引力。

近期，德国马普研究所Katharina Landfester组提出了一种人工酶组合，三种酶，即LDH、LOX和CAT，通过温和的氟化物催化溶胶-凝胶过程被共价封装到基质可渗透的二氧化硅纳米反应器中。一旦供应了少量丙酮酸，不需要额外的有机底物，该反应器能连续地从氧和水中产生NAD⁺。这些酶在纳米反应器内保持其活性，并受到保护，免受蛋白质水解和高温影响。

图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.

该研究还利用纳米反应器中连续产生的NAD⁺在人工葡萄糖代谢中感应葡萄糖。

图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.

该反应器产生NAD⁺的过程还能将非氧结合高铁血红蛋白还原为氧结合血红蛋白，用于高铁血红蛋白血症的治疗。

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综上，这种多功能的工具将允许设计人工NAD⁺依赖代谢或NAD⁺介导的氧化还原反应。

参考文献：Enzyme-Loaded Nanoreactors Enable the Continuous Regeneration ofNicotinamide Adenine Dinucleotide in Artificial Metabolisms

Angew. Chem. Int. Ed.

DOI: 10.1002/anie.202012023

原文作者：Seong-Min Jo, Frederik R. Wurm,* and KatharinaLandfester*