carba Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate: Robust Cofactor for Redox Biocatalysis

Abstract

Here we report a new robust nicotinamide dinucleotide phosphate cofactor analog (carba‐NADP+) and its acceptance by many enzymes in the class of oxidoreductases. Replacing one ribose oxygen with a methylene group of the natural NADP+ was found to enhance stability dramatically. Decomposition experiments at moderate and high temperatures with the cofactors showed a drastic increase in half‐life time at elevated temperatures since it significantly disfavors hydrolysis of the pyridinium‐N−glycoside bond. Overall, more than 27 different oxidoreductases were successfully tested, and a thorough analytical characterization and comparison is given. The cofactor carba‐NADP+ opens up the field of redox‐biocatalysis under harsh conditions.

Bioelectrocatalytic Cofactor Regeneration Coupled to CO2 Fixation in a Redox‐Active Hydrogel for Stereoselective C−C Bond Formation

“… [34] When using fragile and complex substrates or products, the total duration of the electrosynthetic process is also an important criterion. In our system, the hydrolysis rate of the substrate (Figure S20), the long‐term stability of the film (Figure S17), and the cofactor stability[ 35 , 36 ] impose a maximum reaction time of about one day. This requires high reaction rates that can in principle be achieved with NADP + concentrations as low as 20 μ m without compromising the TTN excessively.…”

Derivatives of Natural Organocatalytic Cofactors and Artificial Organocatalytic Cofactors as Catalysts in Enzymes

“…For the scope of this review the most interesting aspects regarding this cofactor are the synthetic nicotinamide cofactors developed recently and applied for enzymatic processes. Since they were reviewed extensively [67][68][69][70][71] we only depict some very selected examples [72,73] in Figure 4 and Figure 11.…”

Bioelektrokatalytische Cofaktor‐Regeneration und CO2‐Fixierung in einem redoxaktiven Hydrogel durch stereoselektive C‐C‐Bindungsknüpfung

“…Bei der Verwendung von fragilen und eher komplexen Naturstoff‐Substraten oder ‐Produkten ist auch die Gesamtdauer des elektrosynthetischen Prozesses ein wichtiges Kriterium für die Prozessentwicklung. In unserem System ergab sich aus der Hydrolyserate des Substrats (Abbildung S20), der Langzeitstabilität des Films (Abbildung S17) und der Cofaktor‐Stabilität [35, 36] eine maximale Reaktionszeit von etwa einem Tag. Dies erforderte hohe Reaktionsgeschwindigkeiten, die prinzipiell mit NADP + ‐Konzentrationen von lediglich 20 μ m erreicht werden konnten, ohne die TTN zu stark zu beeinträchtigen.…”

“…Niedrige Cofaktor-Konzentrationen werden in der Regel angestrebt, um hohe TTNs und damit eine çkonomisch kompetitive Cofaktor-Regeneration zu erreichen. [34] Bei der Verwendung von fragilen und eher komplexen Naturstoff-Substraten oder -Produkten ist auch die Gesamtdauer des elektrosynthetischen Prozesses ein wichtiges Kriterium für die Prozessentwicklung.Inunserem System ergab sich aus der Hydrolyserate des Substrats (Abbildung S20), der Langzeitstabilitätd es Films (Abbildung S17) und der Cofaktor-Stabilität [35,36]…”