KRED主要分為(wei) 三類，分別為(wei) 短鏈脫氫酶/還原酶(Short-chain Dehydrogenase/Reductases, SDRs)、中鏈脫氫酶/還原酶(Medium-chain Dehydrogenases/Reductases, MDRs)及醛酮還原酶(Aldo-Ketoreductases, AKRs)。三者的催化功能相似，但其結構與(yu) 活性中心差異較大。

SDRs的活性中心含有Asn-Ser-Tyr-Lys四個(ge) 氨基酸組成的活性位點，不含金屬離子。活性位點的Ser和Tyr會(hui) 與(yu) 底物羰基上的氧形成氫鍵，引起羰基碳原子的電子雲(yun) 轉移^[1]。電子雲(yun) 轉移不僅(jin) 使得輔酶煙酰環上的活潑氫原子變得更容易進攻底物上的碳原子，也更有利於(yu) 醛/酮與(yu) 醇之間的轉化。

MDRs蛋白分為(wei) 活性中心內(nei) 含有鋅離子和不含鋅離子這兩(liang) 種類型。含鋅離子的MDRs更傾(qing) 向結合輔因子NAD，大多為(wei) 脫氫酶；不含鋅離子的MDRs更傾(qing) 向結合輔因子NADP，大多為(wei) 還原酶。但是有一些特殊的MDRs(YJGB和bADH4)，它們(men) 的活性中心內(nei) 雖然含有鋅離子，但更傾(qing) 向結合輔因子NADP^[2]。

AKRs的結構含(α/β)₈桶狀結構域，其活性中心為(wei) Asp-Tyr-Lys-His四聯體(ti) ^[3]。AKRs在催化過程中無需金屬離子，該酶活性中心上的His和Tyr會(hui) 與(yu) 底物羰基上的氧形成氫鍵，進而引起底物羰基上電子雲(yun) 的轉移。

實例：用於(yu) 合成手性醇

圖1.以手性醇為(wei) 主要中間體(ti) 的手性藥物化學結構式^[4,5]

KRED作為(wei) 綠色生物催化劑，在合成手性醇類化合物方麵具有高的區域、對映和化學選擇性的特點，使得反應過程具有諸多優(you) 勢：①不需要添加額外的金屬催化劑和手性助劑；②反應沒有副產(chan) 物形成；③反應為(wei) 一步酶法，操作簡便。

二、酮還原酶催化機理^[6]

酮還原酶催化氧化還原反應的關(guan) 鍵在於(yu) 輔酶NAD(P)H上的氫原子攻擊底物羰基生成產(chan) 物，而輔酶自身發生氧化的過程。

圖2. 輔酶NAD(P)H氫轉移的立體(ti) 化學途徑

304am永利集团生物從(cong) 2007年來就專(zhuan) 注於(yu) 生物酶和生物催化技術以及合成生物學技術的開發與(yu) 應用研究。304am永利集团生物現有的酮還原酶酶庫(304am永利集团生物代號：ES-KRED)中包含216種不同的酮還原酶，可以為(wei) 客戶提供酶篩選、酶促反應工藝優(you) 化、酶改造和生產(chan) 供應服務。

四、參考文獻

[1]秦鳳玉,立體(ti) 選擇性互補酮還原酶的挖掘、設計與(yu) 改造. [D]. 遼寧: 沈陽藥科大學, 2018.

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