8月3日消息，德国比勒费尔德大学Harald Gröger团队在《Angewandte Chemie》（DOI: 10.1002/anov.70023）发表研究，通过将酶封装于共价有机框架（COF）聚合物笼中，成功使生物催化剂在120°C高温下保持稳定活性，突破了传统酶催化40°C以上的温度限制。

生物催化因其优异的区域选择性和化学选择性、无需有毒试剂和有害溶剂等优势，被视为传统化学合成的可持续替代方案。然而，酶的工业应用长期受限于温度、溶解度和pH约束——大多数酶在40°C以上会迅速变性展开，导致反应速率骤降。

Gröger团队假设，通过在精心选择的聚合物笼中引入空间约束，可以抑制蛋白质的有益展开。实验中，研究人员选取了典型的脂肪酶，将其与两种有机前体（酰肼和醛）在水中混合。缩合反应在酶周围快速构建了共价有机框架（COF），电子显微镜分析确认酶被成功封装在新结构的孔道中。

在概念验证实验中，封装后的脂肪酶在120°C下成功催化了无溶剂酯交换反应，允许高熔点底物以纯净态使用。这一温度远超传统酶催化的极限，接近部分化学催化剂的工作温度区间。封装酶在多次循环使用后仍保持催化活性，展示了良好的可回收性。

该技术有望最终改变工业界获取大宗酯类化学品的方式。当前酯类化合物的工业生产通常依赖强酸催化剂和高温反应条件，产生大量废水和能耗。如果COF封装酶技术能够规模化，将显著降低酯类合成过程的碳足迹和环境污染。不过，研究团队强调目前仍处于概念验证阶段，COF封装成本和规模化生产仍需进一步优化。 （来源：C&EN）