氧化还原酶(1)NAD

氧化还原酶

定义及分类

氧化还原酶是一类催化物质进行氧化还原反应的酶类，被氧化的底物就是氢或电子供体，这类酶都需要辅助因子参与。

氧化还原酶是已知酶类中最大的一类，按习惯分类法，这类酶可分成：脱氢酶、氧化酶、过氧化物酶和加氧酶四类。脱氢酶的受氢体绝大部分是尼克酰胺二核苷酸（磷酸），作为辅助因子的尼克酰胺核苷酸有两种：NAD+和NADP+；氧化酶以氧分子为受氢体，所以又称为需氧脱氢酶，这类酶常需要黄素核苷酸(FMH 或FAD)为辅酶，且结合紧密，故又称黄素蛋白；过氧化物酶常以黄素FAD、血红素为辅基担负H2O2与过氧化物的分解与转化，催化以H2O2为氧化剂的氧化还原反应；加氧酶常伴随羟基形成，故又称为羟化酶，根据反应体系中氢供体数目又分为两个亚类：单加氧酶和双加氧酶。

应用及限制

氧化还原酶在生物体内的氧化产能、解毒和形成生理活性物质等方面发挥着很重要的作用。在生物体外，这类酶可作为生物催化剂用于生产有机酸、氨基酸、类固醇或手性内脂等化合物，尤其是在手性药物、功能性高分子聚合物的合成方面应用非常广泛，其中羰基的不对称还原是生物催化中最活跃的领域之一。

但是，在氧化还原酶的应用进程中一直有一个难以解决的问题，就是辅酶循环使用的问题。辅酶一般不稳定，价格昂贵，而且不能用一般的合成物代替。因此辅酶循环使用是大规模工业化生产的瓶颈因素，多年来人们一直致力于辅酶再生利用的研究和开发。

目前，已经开发出了底物偶联法、酶偶联法、人工电子传递体等辅酶再生方法。但是，这些方法不够完善，使用中都有目前还不能解决的问题，例如底物偶联法，虽然辅酶再生系统使用简单，但是酶要同时作用于底物和辅助底物，酶的催化效率必然降低，高浓度的辅助底物还会抑制酶活性。

此外，通过人工合成得到各种辅酶的结构类似物也是解决辅酶问题的一个有效途径，这些辅酶类似物的合成较为便利且具有辅酶活性，可部分的用于替代价格昂贵的辅酶参与氧化还原反应。例如，尚科生物利用化学酶法制备的NAD+可完全替代商品化的NAD+使用，但价格相对要低很多，很有应用前景。