近期发表在 ACS Chemical Biology 的文章，本文的题目是“Sustainable B12-Dependent Dehalogenation of Organohalides in E. coli”。本文的核心是作者们通过对一系列的钴胺（B12）依赖性还原去卤酶进行了筛选，找到了能够降解某些含卤有机物的酶。本文的通讯作者是来自哈佛医学院的 Tai L. Ng。
农业和工业排放的人为污染物对野生动植物造成伤害，也对人类健康构成威胁。生物修复是充分地利用自然界中的微生物，在受污染的土壤、地下水和污水处理厂等各种环境中降解污染物。然而，随着工业和科技的进步，近几十年有许多新型的有机分子被释放到自然界中。为了提高生物降解速率，可以将一组酶有针对性地组装成合成降解途径。
自然界中，有依赖于卤素生长的细菌，这些细菌中的B12依赖性还原去卤酶（RDases）是一个吸引人的选择，可以将其纳入工程生物修复途径。考虑到许多难降解的小分子污染物都含有大量卤素，例如，氯化联苯（PCBs）与较少卤化同分异构体相比，在体内更容易生物富集，并且抵抗环境氧化。RDases 结合B12，并在具有催化活性的Co(III/II/I)中还原裂解碳-卤键，形成C−H键。这些酶的C端包含多达两个铁-硫簇，通常是[4Fe-4S]，用于接受从H2或有机酸传递来的电子。传统上，B12-RDases的研究通常建立在那些生长缓慢的依赖有机卤素呼吸细菌中，但是这些细菌生长极为缓慢。因此，从天然菌株中纯化这些蛋白是非常费时费力的，并且，许多异源表达的蛋白质是不溶解的。
本文作者们在大肠杆菌中表达了 42 个钴胺（B12）依赖性还原去卤酶，找到了能够降解卤代乙烯的去卤化酶 RdhH2，RdhC1 和 RdhF3。随后，作者们找到了将 2,4,6-三碘苯酚逐步还原为二碘苯酚、一碘苯酚和苯酚的还原酶。最后，作者们想到可以对大肠杆菌的进行工程化改造，让其以无害的成分为底物，利用这些还原去卤酶来降解自然界中的有机卤。作者们就利用来自 Desulfovibrio africanus 以丙酮酸为底物的丙酮酸:铁氧还蛋白氧化还原酶，电子从丙酮酸经由 Flavodoxins 酶最后传递到还原去卤酶上，还原有机卤的碳-卤键，形成C−H键。原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acschembio.3c00585文章引用：10.1021/acschembio.3c00585
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