10月29日消息,据奥地利化学杂志报道,德国比勒费尔德大学化学系与物理系研究团队开发出一种聚合物"分子笼"策略:将酶封装进多孔有机聚合物的三维笼状结构中,使其可以作为生物催化剂在100摄氏度及以上的高温环境中使用。

技术核心在于笼结构对酶蛋白空间构象的保护:酶是蛋白质分子,高温下会像被拉开的毛线团一样变性失去活性;而聚合物笼的孔径经过设计,恰好允许反应底物进入、产物排出,同时阻止酶分子展开变形,从而保持活性并支持多次重复使用。

实验中,研究人员使用的脂肪酶在无保护时高温下基本失活,封装后则保持活跃。团队成功在110℃下完成反应,进一步验证显示该策略最高可工作至120℃。更关键的是,热稳定性使反应可以直接使用熔融态底物——许多化学原料室温下为固体、100℃以上才熔化,以往酶催化须借助有机溶剂溶解,新方法完全无需有机溶剂。

潜在应用方向包括酯类合成,涉及化妆品、香料与塑料产品的制造。团队由工业有机化学与生物技术教席教授Harald Gröger与物理系高级教授Andreas Hütten联合领导,目前已与多个产品领域的企业洽谈,下一步将验证长期稳定性并推进工艺放大。 (来源:Oesterreichische Chemie Zeitschrift)