applied voltage, the cathode supplied enough reducing equivalents to support the NH3 production and NADH recycling catalyzed by nitrogenase and diaphorase. The produced NH3 and NADH were in situ reacted with leucine dehydrogenase (LeuDH) to generate L-norleucine with 2-ketohexanoic acid as the NH3 acceptor. 92% NH3 conversion ratio and 87.1% Faradaic efficiency were achieved. On this basis, a H2 powered
酶促电合成是一种有前途的方法,可以在需要外部电能输入的情况下生产有用的
化学品。酶燃料电池 (EFC) 是通过阳极处燃料的氧化和阴极处的
氧气或过氧化物的还原,将
化学能转化为电能的装置。酶促电合成与 EFC 架构的集成可以同时产生自供电酶促电合成,更有价值地使用电子来生产高附加值的
化学品。在这项研究中,开发了一种 H2/α-
酮酸 EFC,用于将
化学惰性的氮气转化为由 H2 氧化驱动的手性
氨基酸。首先设计并构建了高效的阴极反应级联。由外加电压供电,阴极提供足够的还原当量以支持固氮酶和心肌黄酶催化的 NH3 生产和
NADH 循环。产生的 NH3 和
NADH 与亮
氨酸脱氢酶 (LeuDH) 原位反应以生成
L-正亮氨酸,2-酮
己酸作为 NH3 受体。实现了 92% 的 NH3 转化率和 87.1% 的法拉第效率。在此基础上,以超热稳定氢化酶 (SHI) 作为阳极催化剂的 H2 动力燃料电池与阴极反应级联相结合,形成