酶分子由于其卓越的催化特性在各种应用中变得越来越重要,然而它们的实际应用往往受到其固有特性的限制,例如反应范围窄和使用寿命短。近年来,研究人员致力于开发新型的酶分子修饰方法以克服这些限制,目前主要通过两种方法:酶的基因工程和化学修饰。时至今日,基因工程方法已经日趋成熟,但经常需要投入大量的时间精力来达到预期效果。相比之下,酶的化学修饰,尤其是使用功能性聚合物对酶进行修饰的方法再生物技术和化学研究中日渐兴起。由此,作者提出了一种利用超分子聚合物修饰酶分子来得到超分子酶(SupEnzyme)的设想。
超分子化学发展至今已经成为创造新物质、实现新功能的一种有效的方法。通过分子设计,可以对超分子组装体系实现精确控制。利用这一性质,将合成超分子与具有催化活性的酶分子结合可以创造出具有全新的功能的物质,然而,这一领域迄今并没有得到充分发展:一是由于需要选择恰当的方法在不影响酶活性及溶解性的前提下将二者结合;二是超分子组装系统通常需要大量的超分子作用聚集在一起,增加了对酶修饰的难度。因此,作者在本研究中,采用超分子聚合物与酶结合用于实现可循环的光生物催化。
图1. SupEnzyme的表征。
图2. SupEnzyme及其聚集体(SupEnzyme/PAD)的催化活性。
图3. 聚集体用于可循环的光生物催化级联反应。
图4. 其他酶的SupEnzyme的制备及循环利用.
论文信息
Integrating Enzymes with Supramolecular Polymers for Recyclable Photobiocatalytic Catalysis
Jingping Ouyang, Zhenfang Zhang, Jian Li*, Changzhu Wu*
Angewandte Chemie International Edition
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202400105
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