核苷在生命中无处不在，是合成DNA、RNA和其他对细胞生存至关重要的分子所必需的。尽管核苷的有机合成十分困难，但2′-脱氧核苷类似物可以干扰DNA的自然复制和修复，并被成功地用作抗癌、抗病毒和抗菌化合物。核苷2′-脱氧核糖基转移酶（dNDT）通过共价的2′-脱氧核糖基化酶中间体催化转糖基化，并保留构型，在一步生物催化合成2′-脱氧核苷类似物中具有应用价值。

最近，University of St Andrews的Clarissa Melo Czekster团队对来自嗜热克鲁球菌的嗜热dNDT（CtNDT）的结构和功能进行了表征。该研究将酶动力学与结构和生物物理研究相结合，解析了反应坐标中形成产物的机制。

图片来源：ACS Catal.

CtNDT的钟形pH速率曲线显示在5.5−9.5的宽pH范围内具有活性，且具有两个非常不同的pKa值。粘度对周转率的显著影响表明扩散步骤，可能是产物（核碱1）的释放，是速率限制。温度研究显示了一个极其弯曲的轮廓，表明有很大的负活化热容。

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通过质谱法捕获了一个2′-氟-2′-脱氧阿拉伯糖基酶中间体，并获得了该蛋白的高分辨率结构，其为未标记的、底物结合的、核糖基化的、2′-二氟-2′脱氧核糖基化，以及与可能的过渡态类似物的复合物。

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通过以上实验结果揭示了（2′-脱氧）核糖核苷选择的关键特征，CtNDT也可以使用核糖核苷作为底物，尽管效率较低。核糖核苷是RNA和其他参与能量和代谢的关键细胞内代谢产物的构建块，这一研究扩大了CtNDT在生物催化中的应用范围。

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原文标题：Snapshots of the Reaction Coordinate of a Thermophilic 2′-Deoxyribonucleoside / ribonucleoside Transferase

原文作者：Peijun Tang, Christopher J. Harding, Alison L. Dickson,§ Rafael G. da Silva, David J. Harrison,§ and Clarissa Melo Czekster*

ACS Catal. 2024, 14, 3090−3102