Biological production of chemicals often requires the use of cellular cofactors, such as nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADP+). These cofactors are expensive to use in vitro and difficult to control in vivo. We demonstrate the development of a noncanonical redox cofactor system based on nicotinamide mononucleotide (NMN+). The key enzyme in the system is a computationally designed glucose dehydrogenase
化学品的
生物生产通常需要使用细胞辅助因子,例如烟酰胺
腺嘌呤二核苷酸
磷酸 (
NADP+)。这些辅助因子在体外使用起来很昂贵并且在体内难以控制。我们展示了基于烟酰胺单核苷酸(
NMN+)的非规范氧化还原辅因子系统的开发。该系统中的关键酶是一种经过计算设计的葡萄糖脱氢酶,根据明显的酶活性,其辅因子特异性可切换至
NMN+(而非
NADP+)。我们证明,该系统可用于在体外支持多种氧化还原
化学反应,具有高总周转数(~39,000),引导大肠杆菌全细胞中的还原能力,特别是从
葡萄糖到药物中间体左旋二酮,并维持高代谢中央碳代谢支持生长所需的通量。总体而言,这项工作证明了非经典辅因子在
生物催化和代谢途径设计中的有效利用。