大连化学物理研究所赵宗保研究员团队（生物质高效转化研究组（1816组）郭潇佳和王雪颖等在用于非天然辅酶再生的甲酸脱氢酶的结构设计方面取得新进展。相关成果发表在国际知名期刊Chemistry-A European Jounal上：Structure-Guided Design of Formate Dehydrogenase for Regeneration of a Non-Natural Redox Cofactor.。

辅酶NADH参与微生物细胞众多的代谢途径，在辅酶水平调控代谢难度较大，而非天然辅酶有望用于构建正交的生物反应体系，因此需要构建可识别非天然辅酶的生物元件。甲酸脱氢酶可氧化甲酸生成CO₂，同时生成还原型辅酶NADH，常用于NADH的再生。本研究利用甲酸脱氢酶晶体结构，采用结构指导的半理性改造策略设计突变文库。通过高通量文库培养和筛选，获得了一系列偏好利用非天然辅酶NCD的突变体，辅酶偏好性最高改变3700倍，并通过同源建模在结构水平解释了辅酶偏好型改变的分子机制。通过偶联NCD偏好型乳酸脱氢酶，实现了NCDH的循环再生和底物与产物化学计量水平的转化。

本研究利用生物技术平台高通量克隆挑选系统和高通量细胞培养与活性分析系统，极大提高了文库培养和转化子筛选的效率。