Rieske型非血红素铁加氧酶/氧化酶催化多种生物转化，而在生物修复或生物催化中的应用面临两个关键障碍：需要昂贵的NAD(P)H作为还原剂和适当的还原酶来介导NAD(P)H向加氧酶的电子转移。土壤细菌Sinorhizobium meliloti1021使用N，N-二甲基脯氨酸作为碳源和氮源，在stachydrine（水苏碱）分解代谢操纵子Stc2/Stc3/Stc4中，Stc2是Rieske型加氧酶，Stc3/Stc4是推测的Stc2还原酶对。在许多Rieske型加氧酶中，还原酶和铁氧还蛋白融合为一种蛋白质。最近的晶体学研究表明，Stc2是一种以首尾方式排列的三聚体，类似于其他Rieske加氧酶。
图片来源：ACS Catal.
为了绕过还原酶和NAD(P)H的需要，以Rieske型加氧酶Stc2催化氧化脱甲基化作为模型系统，Boston University的刘平华团队及其合作者报道了使用曙红Y/亚硫酸盐作为光敏剂/牺牲试剂对的Stc2光催化。
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利用流动化学装置分离光还原半反应和氧化半反应，结果表明Stc2光生物催化优于Stc2 – NAD(P)H-还原酶（GbcB）系统。
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此外，在一些其他Rieske酶（NdmA、CntA和GbcA）和黄素依赖性酶（碘酪氨酸脱碘酶，IYD）中，曙红Y/亚硫酸钠光还原对也可以作为NAD(P)H-还原酶的替代物来进行催化，这暗示了该光还原系统对其他氧化还原酶的潜在适用性。
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原文标题：Light-Driven Oxidative Demethylation Reaction Catalyzed by a Rieske-Type Non-heme Iron Enzyme Stc2
ACS Catal. 2022, 12, 14559−14570
原文作者：Wei-Yao Hu, Kelin Li, Andrew Weitz, Aiwen Wen, Hyomin Kim, Jessica C. Murray, Ronghai Cheng, Baixiong Chen, Nathchar Naowarojna, Mark W. Grinstaff, Sean J. Elliott,* Jie-Sheng Chen,* and Pinghua Liu*
