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烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD) 是生命过程中通用的氧化还原辅酶和重要的代谢物.NAD与生物大分子相互作用存在着比较保守的分子识别模式.创建人工辅酶及非天然辅酶识别模式，对调控生命过程，设计细胞功能和合成生物学研究具有重要意义.我们合成了系列NAD类似物(NXD)[1]，构建了NAD-依赖型氧化还原酶的突变体表达文库[2]，筛选获得了一系列NXD—突变体活性配对，它们的活性与天然系统正交.例如，苹果酸酶(ME)突变体ME-L310R/Q401C可专一识别辅酶类似物—烟酰胺5-氟胞嘧啶二核苷酸(NFCD)或烟酰胺胞嘧啶二核苷酸(NCD)(Fig.1a).成功将该识别模式移植到其他氧化还原酶，如D-乳酸脱氢酶和苹果酸脱氢酶，均获得了具有NFCD偏好性的突变体，表明该非天然辅酶识别模式具有通用性.通过酶耦联反应可实现NFCD循环再生(Fig.1b)[3].具有生物正交(bioorthogonal)特征的氧化还原体系，可用于选择性调控胞内特定NAD-依赖型大分子的功能，为在胞内建立途径专一的氧化还原驱动力打下了基础.