烟酰胺类辅因子（NADH）作为氧化还原酶催化的“能量货币”，通过传递质子和电子参与氧化还原反应，在酶催化生物制造过程中扮演着不可或缺的角色。利用廉价、丰富且可再生的太阳能驱动辅酶NADH再生，具能量来源清洁、环境友好、过程可控等优势。而光驱动辅酶NADH再生过程属典型的加氢过程，涉及电子传递、质子传递和分子传递，其效率可通过三者的独立调控或协同调控来强化提升，属于化工“新三传”思想的研究范畴。

近日，天津大学姜忠义教授、石家福教授研究团队通过对氮化碳进行体相与表面协同修饰，开发了铑复合物修饰多孔氮化碳（Rh*-PCN）催化剂，实现了光生电子的定向、快速传递，辅酶NADH再生性能显著提升。其中，体相修饰构建的多孔网络实现氮化碳内光生电子的定向传输，而表面修饰形成的铑复合物层缩短了氮化碳与助催化剂间的电子传输距离。通过双工程协同修饰使Rh*-PCN获得了16.80 mmol g_cat^-1 h^-1的辅酶NADH初始再生速率；当与谷氨酸脱氢酶耦合时，该体系在不同电子供体（三乙醇胺/乳酸）中均可实现L-谷氨酸的高效合成。本研究不仅建立了协同调控电子传输方向与路径的方法，更拓宽了酶-光耦合催化体系中电子供体的选择范围，还为发展新型人工光合系统提供了一种优异的辅酶再生催化剂。

Bulk- and Surface-Engineered Carbon Nitride with Promoted Electron Transfer for NADH Regeneration and Artificial Photosynthesis

Jiafu Shi, Chen Tao, Zhuo Wang, Yexin Dai, Shaohua Zhang, Jing Li, Yu Chen, Xinyu Mao, Zhongyi Jiang

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202424995