甲酸脱氢酶

甲酸脱氢酶

甲酸脱氢酶(Formate dehydrogenase,FDH)是一种能够可逆催化甲酸与二氧化碳转化的氧化还原酶,在辅因子NAD(P)H再生系统中发挥重要作用 。该酶催化反应为:甲酸+NAD+ = CO2+NADH 。

该酶通过含钼辅因子激活催化反应,其活性位点电子转移过程依赖“伴侣蛋白”完成硫原子精准运输 。根据辅因子差异,FDH可分为NAD(P)+依赖性FDH和含钼/钨的金属依赖性FDH两类 。2023年,单分子电导表征研究揭示了有别于经典Theorell-Chance机制的催化新机制,即还原型辅酶I通过氢负离子原位转移直接转化为氧化型辅酶I并开启新循环 。在工业领域,FDH被广泛应用于手性化学品(如L-正缬氨酸、L-草铵膦)合成、甲醇细胞工厂代谢调控、木质纤维素水解液脱毒及酶催化CO水化生成甲酸等工艺 。

早期研究关注FDH在辅酶NADH再生中的应用 。针对天然FDH酶活和催化效率低的问题,通过点突变改造提升了其性能 。研究建立了高效的电响应的二氧化碳还原产甲酸体系 。2025年,新型光酶级联催化体系的研发实现了FDH介导的CO2还原效率突破,相关综述系统探讨了FDH在可持续碳利用中的作用 。

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