[4S-2H]-NADH

• 分子结构分类: 有机化合物 - 核苷、核苷酸和类似物 - （5'->5'）-二核苷酸
• 英文名称: [4S-2H]-NADH
• 英文别名: (S)-NADH-d1；[[(2R,3S,4R,5R)-5-(6-aminopurin-9-yl)-3,4-dihydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl] [(2R,3S,4R,5R)-5-[(4S)-3-carbamoyl-4-deuterio-4H-pyridin-1-yl]-3,4-dihydroxyoxolan-2-yl]methyl hydrogen phosphate
• 化学式: C₂₁H₂₉N₇O₁₄P₂
• 分子量: 666.439
• InChiKey: BOPGDPNILDQYTO-SXZUMVRDSA-N

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -5.7
• 重原子数：
  44
• 可旋转键数：
  11
• 环数：
  5.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.52
• 拓扑面积：
  318
• 氢给体数：
  8
• 氢受体数：
  19

反应信息

• 作为反应物：
  描述：

  [4S-2H]-NADH 在 苯乙酮 、 alcohol dehydrogenase 作用下， 以 aq. buffer 为溶剂， 反应 120.0h， 生成 [4-2H]-NAD(1+)
  参考文献：
  名称：

  Synthesis of [4 S ‐ ² H]NADH, [4 R ‐ ² H]NADH, [4‐ ² H ₂ ]NADH and [4‐ ² H]NAD ⁺ cofactors through heterogeneous biocatalysis in heavy water

  摘要：

  该操作协议描述了一系列重氢化的烟酰胺辅酶的合成： [4S-2H]NADH、[4R-2H]NADH、[4-2H2]NADH和[4-2H]NAD+。应用最近开发的H2驱动异相生物催化剂，使辅酶能够以超过90%的高重氢掺入率合成，仅使用2H2O作为同位素来源。

  DOI：

  10.1002/jlcr.3899
• 作为产物：
  描述：

  β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 在 D-葡萄糖-1-d 、 glucose dehydrogenase from Pseudomonas sp. 作用下， 反应 1.33h， 生成 [4S-2H]-NADH
  参考文献：
  名称：

  在杆菌溶素途径中通过 BacABGF 将 Prephenate 转化为四氢酪氨酸期间四个立体中心的立体化学结果

  摘要：

  杆菌肽抗生素途径的前四种酶 BacABGF在通往二肽抗生素的抗辣椒素弹头的途中将 prephenate转化为四氢酪氨酸(H 4 Tyr) 非对映异构体。BACB取巴卡产物内环-Δ 4，Δ 8 -7 - [R -dihydrohydroxyphenylpyruvate（烯ħ 2 HPP），并产生3的混合物ë -和3 Ž所述的α-烯烃环外-Δ 3，Δ 5 -dihydrohydroxyphenylpyruvate（前-H 2 HPP）。然后利用 NADH 的 BacG 催化共轭还原，添加一个 pro-S氢化物相当于 C 4以产生四氢羟基苯基丙酮酸(H 4 HPP)，从 2 S -H 4 Tyr转氨基（通过 BacF）。途径酶在 D 2 O 中的培养产生了来自 BacA 的C 8处的氘掺入，然后来自 BacB 作用的C 9掺入。通过H 4 Tyr样品的1 H NMR 分析，可以确定C 4、C 8和

  DOI：

  10.1021/bi3006362
• 作为试剂：
  描述：

  potassium 3E-exocyclic-Δ3,Δ5-dihydrohydroxyphenylpyruvate 在 NADH-dependent reductase ywfH 、 [4S-2H]-NADH 作用下， 以 水 为溶剂， 生成
  参考文献：
  名称：

  在杆菌溶素途径中通过 BacABGF 将 Prephenate 转化为四氢酪氨酸期间四个立体中心的立体化学结果

  摘要：

  杆菌肽抗生素途径的前四种酶 BacABGF在通往二肽抗生素的抗辣椒素弹头的途中将 prephenate转化为四氢酪氨酸(H 4 Tyr) 非对映异构体。BACB取巴卡产物内环-Δ 4，Δ 8 -7 - [R -dihydrohydroxyphenylpyruvate（烯ħ 2 HPP），并产生3的混合物ë -和3 Ž所述的α-烯烃环外-Δ 3，Δ 5 -dihydrohydroxyphenylpyruvate（前-H 2 HPP）。然后利用 NADH 的 BacG 催化共轭还原，添加一个 pro-S氢化物相当于 C 4以产生四氢羟基苯基丙酮酸(H 4 HPP)，从 2 S -H 4 Tyr转氨基（通过 BacF）。途径酶在 D 2 O 中的培养产生了来自 BacA 的C 8处的氘掺入，然后来自 BacB 作用的C 9掺入。通过H 4 Tyr样品的1 H NMR 分析，可以确定C 4、C 8和

  DOI：

  10.1021/bi3006362

文献信息

• Functional characterization of a stereospecific diol dehydrogenase, FucO, from Escherichia coli: Substrate specificity, pH dependence, kinetic isotope effects and influence of solvent viscosity
  作者：Cecilia Blikstad、Mikael Widersten

  DOI：10.1016/j.molcatb.2010.04.010

  日期：2010.9

  oxidoreductase, from Escherichia coli is involved in the anaerobic catabolic metabolism of l-fucose and l-rhamnose, catalyzing the interconversion of lactaldehyde to propanediol. The enzyme is specific for the S-enantiomers of the diol and aldehyde suggesting stereospecificity in catalysis. We have studied the enzyme kinetics of FucO with a spectrum of putative alcohol and aldehyde substrates to map the substrate

  来自大肠杆菌的FucO，（S）-1，2-丙二醇氧化还原酶参与1-岩藻糖和1-鼠李糖的厌氧分解代谢，催化乳醛向丙二醇的相互转化。该酶对S具有特异性-二醇和醛的β-对映异构体表明在催化中具有立体特异性。我们已经研究了FucO的酶动力学与一系列推定的醇和醛底物，以绘制底物特异性空间。此外，为了更详细地分析动力学机理，还分析了催化剂的pH依赖性，氢化物转移的立体化学，氢化物转移的氘动力学同位素效应和溶剂粘度增加的效应。这项研究的结果可以总结如下：FucO具有高度立体定向性，S的E值最高，为320-1，2-丙二醇的对映体。该酶对伯醇的氧化具有严格的区域特异性。该酶更喜欢短链（2-4个碳原子）的底物，并且不作用于体积较大的化合物，例如苯基取代的醇。FucO是一种“ A端”脱氢酶，可将NADH的原R-氢转移至醛底物。k cat和k cat的氘KIE / K M分别为1.9和4.2，说明氢化物转移是部分限
• Stereochemistry of reduction of the endocyclic double bond of (−)-carvone with the enzyme preparation from cultured cells of Nicotiana tabacum
  作者：Toshifumi Hirata、Yixiong Tang、Kuniko Okano、Takayuki Suga

  DOI：10.1016/0031-9422(89)80341-3

  日期：——

  endocyclic double bond; (ii) the reduction occurs stereospecifically by anti addition of hydrogen from the si face at C-1 and the re face at C-6 of carvone, resulting in the formation of (1 R , 4 R )-(+)-dihydrocarvone; (iii) the hydrogen atoms participating in the enzymatic reduction at C-1 and C-6 originate from the medium and the pro -4 R hydrogen of NADH, respectively.

  摘要 通过2 H NMR和质谱研究了用来自烟草培养细胞的酶制剂还原(4 R )-(-)-香芹酮的环内CC​​双键的立体化学。发现：(i)酶制剂仅区域选择性地还原环内双键；(ii) 通过从香芹酮的 C-1 处和 C-6 处的反加氢反加成氢而立体定向地发生还原，导致形成 (1 R , 4 R )-(+)-二氢香芹酮；(iii) 参与 C-1 和 C-6 酶促还原的氢原子分别来自介质和 NADH 的 pro -4 R 氢。
• Biosynthesis of the thiamin pyrimidine: the reconstitution of a remarkable rearrangement reaction
  作者：Brian G. Lawhorn、Ryan A. Mehl、Tadhg P. Begley

  DOI：10.1039/b405429f

  日期：——

  The conversion of 5-aminoimidazole ribonucleotide (AIR) into 4-amino-2-methyl-5-hydroxymethylpyrimidine (HMP) is a fascinating reaction on the thiamin biosynthetic pathway in bacteria and is probably the most complex unresolved rearrangement in primary metabolism. We have successfully reconstituted this reaction in a cell-free system. The E. coli thiC gene product and an additional unidentified E. coli protein are required for the reaction. In addition, SAM and nicotinamide cofactors are required for full activity. Labeling studies to determine the origin of most of the atoms in the pyrimidine are described. Based on these studies, a new mechanism for HMP formation is proposed.

  5-氨基咪唑核苷酸（AIR）转化为4-氨基-2-甲基-5-羟甲基嘧啶（HMP）的反应是细菌硫胺素生物合成途径中的一个迷人反应，可能是初级代谢中最复杂的未解决重排反应。我们已经成功地在无细胞系统中重构了这个反应。E. coli 的 thiC 基因产物以及一个额外的未鉴定的 E. coli 蛋白质是反应所必需的。此外，SAM 和烟酰胺辅因子也是完全活性所需的。我们描述了标记研究，以确定嘧啶中大多数原子的来源。基于这些研究，提出了一种 HMP 形成的新机制。
• Artificial metalloenzymes for the diastereoselective reduction of NAD⁺ to NAD²H
  作者：Tommaso Quinto、Daniel Häussinger、Valentin Köhler、Thomas R. Ward

  DOI：10.1039/c4ob02071e

  日期：——

  Stereoselectively labelled isotopomers of NAD(P)H are highly relevant for mechanistic studies of enzymes which utilize them as redox equivalents. Whereas several methods are firmly established for their generation in high diastereomeric purity by enzymatic methods, alternative methods have so far not been investigated. The article presents the stereoselective deuteration of NAD+ at the 4-position (90%

  NAD（P）H的立体选择性标记的同位素异构体与利用它们作为氧化还原当量的酶的机理研究高度相关。尽管已经通过酶促方法牢固地确立了以高非对映异构体纯度产生的几种方法，但迄今为止尚未研究替代方法。该文章介绍了通过人工金属酶在吡啶鎓环的4位（90％de）处对NAD +进行立体选择性氘化的方法。人工金属酶由嵌入链霉亲和素同工型中的生物素化铱辅因子组成，所得的构建体先前已证明与天然酶相容。立体选择性NAD（P）+的替代方法 对于接受NAD（P）H模拟物的酶的机理研究以及与结构相关的精细化学物质的合成，预计还原反应将引起人们极大的兴趣。
• Secoisolariciresinol dehydrogenase: mode of catalysis and stereospecificity of hydride transfer in Podophyllum peltatum
  作者：Syed G. A. Moinuddin、Buhyun Youn、Diana L. Bedgar、Michael A. Costa、Gregory L. Helms、ChulHee Kang、Laurence B. Davin、Norman G. Lewis

  DOI：10.1039/b516563f

  日期：——

  Secoisolariciresinol dehydrogenase (SDH) catalyzes the NAD+ dependent enantiospecific conversion of secoisolariciresinol into matairesinol. In Podophyllum species, (−)-matairesinol is metabolized into the antiviral compound, podophyllotoxin, which can be semi-synthetically converted into the anticancer agents, etoposide, teniposide and Etopophos®. Matairesinol is also a precursor of the cancer-preventative “mammalian” lignan, enterolactone, formed in the gut following ingestion of, for example, various high fiber dietary foods, as well as being an intermediate to numerous defense compounds in vascular plants. This study investigated the mode of enantiospecific Podophyllum SDH catalysis, the order of binding, and the stereospecificity of hydride abstraction/transfer from secoisolariciresinol to NAD+. SDH contains a highly conserved catalytic triad (Ser153, Tyr167 and Lys171), whose activity was abolished with site-directed mutagenesis of Tyr167Ala and Lys171Ala, whereas mutagenesis of Ser153Ala only resulted in a much reduced catalytic activity. Isothermal titration calorimetry measurements indicated that NAD+ binds first followed by the substrate, (−)-secoisolariciresinol. Additionally, for hydride transfer, the incoming hydride abstracted from the substrate takes up the pro-S position in the NADH formed. Taken together, a catalytic mechanism for the overall enantiospecific conversion of (−)-secoisolariciresinol into (−)-matairesinol is proposed.

  塞克异橄榄醇脱氢酶（SDH）催化依赖于NAD+的enantiospecific反应，将塞克异橄榄醇转化为马台醇。在马兜铃属植物中，(−)-马台醇被代谢为抗病毒化合物——马兜铃毒素，该化合物可以半合成转化为抗癌药物异尾酰胺、替尼酰胺和Etopophos®。马台醇还是癌症预防性“哺乳动物”木酚类化合物——肠内乳酸的前体，后者在摄入例如各种高纤维饮食食品后在肠道中形成。此外，马台醇还是维管植物中众多防御化合物的中间产物。本研究调查了马兜铃属SDH催化的enantiospecific模式、结合顺序及从塞克异橄榄醇到NAD+的氢化物抽取/转移的立体特异性。SDH包含一个高度保守的催化三联体（Ser153、Tyr167和Lys171），其中Tyr167Ala和Lys171Ala的定点突变会使活性丧失，而Ser153Ala的突变仅导致催化活性显著降低。等温滴定量热法测量表明，NAD+首次结合，然后是底物(−)-塞克异橄榄醇。此外，对于氢化物转移，底物中引入的氢化物在形成的NADH中占据pro-S位。综合来看，提出了(−)-塞克异橄榄醇向(−)-马台醇的整体enantiospecific转化的催化机制。