10月13日消息,德国比勒费尔德大学(Universität Bielefeld)化学系的Harald Gröger教授团队与物理系的Andreas Hütten教授团队合作,开发出一种让酶在100摄氏度及以上高温保持功能的方法:将酶封装于多孔有机聚合物构成的笼状保护结构中。成果发表于专业期刊《Angewandte Chemie》。

酶作为生物催化剂可高选择性地加速化学反应,在温和条件下合成化学品更具可持续性——节省能源、提高原料利用率并减少废弃物。但酶作为蛋白质分子依赖特定空间结构发挥功能,高温下结构会像毛线团一样散开而失活,这使许多只能在高温下加工的底物长期无法使用酶法工艺。

研究团队的思路是给酶一个三维保护环境:聚合物骨架上的孔隙足够大,允许反应底物进入与产物排出,同时保护酶在受热时不变性展开。与常规将酶固定在材料表面、直接暴露于环境的工艺不同,这种封装方式让酶在笼状结构内继续工作并可多次重复使用。

实验中,研究人员选用常用于化学合成但通常热敏感的脂肪酶:无保护时高温下活性大半丧失,而封装后的脂肪酶在100℃下保持活性,反应速率甚至约为室温下的两倍;在考察重复使用的实验装置中,其性能在100℃下历经12轮反应循环几乎保持不变。

这一方法让酶催化的适用温度窗口大幅拓宽,对需要在高温条件运行的化学工艺——例如酯化反应的可持续替代路线——具有直接应用潜力。 (来源:Quimica.es)