酶是一种天然催化剂,具有很高的催化活性、底物特异性和选择性。在工业应用中,受制于苛刻反应条件的敏感性,以及在反应完成后的移除和再使用相关的困难。为此,可将酶固定在固体多孔载体上来解决。
图1 直接固定化法制备enzyme@COF生物复合材料步骤。
图2 | 通过直接固定化方法制备BSA@COF胶囊的表征结果。
图3 | enzyme@COF胶囊生物催化应用的预期结果。
图4 | 各种体系的催化性能。
图5 | 通过原位直接固定化方法制备lipase@NKCOF-98的表征结果
共价有机骨架(COFs)具有良好的生物相容性、长期的水稳定性和较大的表面积,是理想的候选载体。传统的合成后固定化方案,主要通过将酶添加到现有的COF中,但其成功率受限,而本研究探索的直接固定化方法可通过在酶周围构建COF,实现定制化与不同大小的蛋白质结合,并产生较低的浸出水平和更好的反应物、产物质量运输。
基于直接固定化方法,当构建COF需要苛刻的反应条件时,酶可以通过使用可移动的金属有机框架来保护,或采用直接原位方法,将酶与COF单体在非常温和的条件下进行组装。研究结果为克服目前COF材料中酶固定化的局限性开辟了一条新的途径。
文献链接
Q. Q. Zhu, Y. L. Zheng, Z. J. Zhang and Y. Chen, Enzyme immobilization on covalent organic framework supports, Nature Protocols (2023).
DOI:10.1002/anie.202208744
https://www.nature.com/articles/s41596-023-00868-x
本文译自Nature。