近日撸撸射快播,华南理工大学生物科学与工程学院朱伟陶冶团队受邀在海外闻明期刊Advanced Materials(IF=27.4)杂志上在线发表题目为“Robust Immobilization and Activity Preservation of Enzymes in Porous Frameworks by Silica-Based “Inorganic Glue””的考虑论文。华南理工大学生物科学与工程学院博士考虑生郑不雅生和硕士考虑生周壮为共同第一作家,华南理工大学为惟一通信单元。
图1.上图:卵白质催化硅化反映的暗示图,该进程强化原位固定化酶的结构撸撸射快播,并增强酶与载体材料间的互相作用。下图:描述固定化酶在三种不同硅化景况下的催化活性和袒露情况。
自然酶因具有高催化遵守、高底物特异性和可抓续性等权贵上风,在纺织、生物燃料、生命相沿系统、食物、制药以及医疗修复等诸多规模有着世俗应用 。但是,酶的应用濒临一系列难办挑战。外界环境诸如温度、pH值和溶剂等身分稍有变动,酶的结构便极易因应激而受损,进而严重影响其催化性能,这极地面截止了酶在工业规模的大规模应用。同期,酶出色的水溶性也给其轮回愚弄变成了极大阻扰。酶固定化(将酶固定在多孔载体上)可提高酶踏实性、延伸轮回寿命,为酶催化剂发展带来新可能。在酶固定化规模,虽已设备出多种战略,但物理吸附法因其操作便捷等特点,在工业上依旧是常用且通用的期间,联系生意产物如 Novozym®435已被世俗应用。但该步伐存在酶装载遵守低、固定松散和酶袒露等自然劣势。虽有繁密打法战略,但又会激发裁汰酶活性、孔堵塞从而截止底物扩散等新问题。因此,设备一种原位、经济有用且适用于大规模坐褥的战略,以增强物理吸附法固定化酶体系在工业环境中的踏实性和使用寿命,成为该规模亟待处理的纰谬问题。
硅基基质具有化学惰性、机械强度高和热踏实性好等优良特点而被世俗用于酶固定化。朱伟陶冶团队永久致力于于硅基基质在酶固定化及调控生命体行为等方面的考虑,西西艺术并得回了一系列后果(PNAS. 2024, 121, e2408273121; PNAS. 2024, 121, e2322418121; Angew. Chem. Int. Ed.2024, 63, e202406110;Nat. Rev. Bioeng. 2024, 2, 282; ACS Nano2022, 16, 2164;Nat. Commun. 2022,13, 6265;J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 17, 6305等)。
在此责任中,朱伟陶冶团队引入了一种新主张——硅基无机胶水,通过酶卵白和多孔载体的官能团率领硅化作用,杀青原位强化固定化酶结构、增强载体与酶互相作用,且不影响酶原始活性,进而进步固定化酶的踏实性和使用寿命。该主张具有以下上风:1)强化酶结构——固体无机二氧化硅与酶在单酶水平上进行杂交,有用强化酶的结构,增强固定化酶对外部环境变化的退却才气;2)优化酶与基质的互相作用——多孔载体孔壁名义的官能团(如氨基)好像催化硅化反映,随后与发生硅化的酶相估计。这一进程如同“胶水效应”,极地面加强了酶与相沿基质之间的互相作用,有用驻扎酶袒露,权贵延伸固定化酶的轮回寿命;3)幸免孔隙堵塞——该步伐引入多孔载体的二氧化硅量少量且高度可控,好像有用幸免孔隙堵塞问题,确保底物和产物在孔隙通说念内的平素扩散不受影响;4)具备老本效益与可彭胀性——该工艺可奏凯应用于现存的工业固定化酶系统,为工业坐褥提供了一种经济高效且易于彭胀的处理有策动。
素人播播总的来说,基于硅基无机胶水的增强战略,凭借其简短性、可靠性和高效性,为酶固定化工业的发展注入了高大能源,有望在多个规模推进绿色、可抓续的工业坐褥变革。
该考虑得到了国度当然科学基金及广东省当然科学基金等项指标相沿撸撸射快播。