蛋白質(zhì)衍生的輔因子通過對單一氨基酸的翻譯后修飾或氨基酸側(cè)鏈的共價交聯(lián)形成，代表了一類快速擴(kuò)展的催化基團(tuán)，重新定義了酶的功能。曾被認(rèn)為是稀有的。鑒于此，美國得克薩斯大學(xué)圣安東尼奧分校Aimin Liu等整合了輔因子生物合成、反應(yīng)性、代謝調(diào)控和合成應(yīng)用方面的最新進(jìn)展，突顯了蛋白質(zhì)衍生輔因子的化學(xué)領(lǐng)域不斷擴(kuò)展和種類日益增多的情況，以及它們在酶學(xué)、生物催化和生物技術(shù)領(lǐng)域的深遠(yuǎn)影響。
本文要點：
（1）蛋白質(zhì)衍生的輔因子在所有生命領(lǐng)域中都有出現(xiàn)，它們的種類在二十年內(nèi)從17種增長到38種。它們的生物合成通過多樣的途徑進(jìn)行，包括氧化、金屬輔助的重排以及酶促修飾，產(chǎn)生復(fù)雜的結(jié)構(gòu)元素，支撐著獨特的催化策略。這些輔因子跨越了順磁性和非自由基狀態(tài)，包括單自由基和交聯(lián)自由基形式，有時還伴隨著額外的修飾。
（2）盡管它們的發(fā)現(xiàn)速度加快，但機(jī)制理解仍滯后，因為傳統(tǒng)的突變實驗會破壞輔因子的組裝。新興的方法，如特定位點非典型氨基酸的引入，現(xiàn)在能夠精確探究輔因子的生物合成和功能，提供了一種可行且日益嚴(yán)格的方式來獲得機(jī)制上的見解。除了氧化還原化學(xué)和電子轉(zhuǎn)移外，這些輔因子還賦予酶擴(kuò)展的功能。
（3）最近的研究揭示了新的范式，如遠(yuǎn)程催化和氧化還原調(diào)控的交聯(lián)作為分子開關(guān)。結(jié)構(gòu)生物學(xué)、質(zhì)譜學(xué)和生物物理光譜學(xué)的進(jìn)展不斷闡明它們的機(jī)制。此外，合成生物學(xué)和仿生化學(xué)越來越多地利用這些自然設(shè)計來工程化酶啟發(fā)的催化劑。
Chem. Soc. Rev., 2025, Advance Article
https://doi.org/10.1039/D4CS00981A
