Transfer of photosynthetic NADP(+)/NADPH recycling activity to a porous metal oxide for highly specific, electrochemically-driven organic synthesis.
Transfer of photosynthetic NADP(+)/NADPH recycling activity to a porous metal oxide for highly specific, electrochemically-driven organic synthesis.
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DOI：
10.1039/c7sc00850c
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发表时间：
2017-06-01
期刊：
影响因子：
8.4
通讯作者：
Armstrong FA
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Siritanaratkul B;Megarity CF;Roberts TG;Samuels TOM;Winkler M;Warner JH;Happe T;Armstrong FA
生物杂化材料的发现为快速、特异的酶催化有机合成提供了新的方向。在叶绿体生物合成活性转移到无机材料的发现中，铁氧还蛋白-NADP+还原酶（FNR），光合CO2同化的关键氧化还原黄素酶，紧密结合在氧化铟锡（ITO）的孔内以产生用于直接研究FAD活性位点的氧化还原化学的电极，以及溶液中NADP+和NADPH的快速、可逆和扩散控制的相互转化。因此，FNR和NADP（H）的动态电化学性质以一种特殊的方式被揭示，该方式使得选择性的酶催化有机合成与可控电源的容易耦合成为可能，如通过从2-酮戊二酸和NH 4+高效合成l-谷氨酸所证明的。
A bio-hybrid material has been discovered, which offers a new direction for fast, specific enzyme-catalyzed organic synthesis. In a discovery of the transfer of chloroplast biosynthesis activity to an inorganic material, ferredoxin–NADP+ reductase (FNR), the pivotal redox flavoenzyme of photosynthetic CO2 assimilation, binds tightly within the pores of indium tin oxide (ITO) to produce an electrode for direct studies of the redox chemistry of the FAD active site, and fast, reversible and diffusion-controlled interconversion of NADP+ and NADPH in solution. The dynamic electrochemical properties of FNR and NADP(H) are thus revealed in a special way that enables facile coupling of selective, enzyme-catalysed organic synthesis to a controllable power source, as demonstrated by efficient synthesis of l-glutamate from 2-oxoglutarate and NH4+.
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