在工業(yè)生物技術(shù)中，人們高度追求對(duì)酶的結(jié)構(gòu)構(gòu)象和動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行人工工程改造，以促進(jìn)其在細(xì)胞環(huán)境外的催化活性和穩(wěn)定性。
有鑒于此，山西大學(xué)楊恒權(quán)教授、石虎副教授、張曉明副教授等報(bào)道了一種策略，將合理設(shè)計(jì)的液固混合微反應(yīng)器與設(shè)計(jì)的聚乙二醇功能離子液體（PEG-IL）微環(huán)境結(jié)合，對(duì)酶的結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的調(diào)控，實(shí)現(xiàn)了具有實(shí)際應(yīng)用前景的流動(dòng)相生物酶催化。
脂肪酶的動(dòng)力學(xué)拆分反應(yīng)結(jié)果表明，與批次反應(yīng)或傳統(tǒng)的基于IL的對(duì)應(yīng)物相比，所獲得的系統(tǒng)活性增強(qiáng)2.70-30.35倍。此外，研究結(jié)果表明，在PEG基團(tuán)存在的情況下，包埋脂肪酶的熱穩(wěn)定性可以得到顯著增強(qiáng)，在60 ℃時(shí)，能夠保持長達(dá)1000 h的長期連續(xù)流動(dòng)穩(wěn)定性。
（2）
通過系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和分子動(dòng)力學(xué)模擬，發(fā)現(xiàn)修飾脂肪酶的活性位點(diǎn)空腔的構(gòu)象變化導(dǎo)致酶的性質(zhì)發(fā)生改變，而且明確發(fā)現(xiàn)在高溫下，PEG基團(tuán)能夠延遲折疊結(jié)構(gòu)的展開，因此起到穩(wěn)定酶的二級(jí)結(jié)構(gòu)的顯著作用。這項(xiàng)研究有助于設(shè)計(jì)高活性的酶系統(tǒng)，促進(jìn)在現(xiàn)實(shí)生物催化利用。
參考文獻(xiàn)
Hao, X., Wang, S., Zhang, X. et al. Engineering enzyme conformation within liquid-solid hybrid microreactors for enhanced continuous-flow biocatalysis. Nat Commun 15, 10440 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-54725-w
https://www.nature.com/articles/s41467-024-54725-w
