推荐阅读文章
多孔纳米材料固定化酶研究进展
姚稼灏 薛雅鞠 赵永亮 纪秀玲 任保增 黄玉红
酶的固定技术可以克服生物酶稳定性差、较难回收和再利用等问题。多孔纳米材料因为具有诸多良好的特性,成为理想的固定化酶载体。本文综述了金属有机框架、共价有机框架和多孔微球等多孔纳米材料在酶固定化领域的研究和应用,分析了不同固定载体的特点,并讨论了固定化酶所面临的挑战和发展趋势。
摘要
酶是一种天然生物催化剂,有催化效率高、底物选择性强和绿色环保等优点,但酶结构不稳定且重复利用率低,制约了其产业化应用。随着技术的发展,酶的固定化可以提高酶的活性和稳定性,为生物酶的工程化应用带来了新的机遇。多孔纳米材料具有比表面积大、孔隙率高、机械和化学性能稳定等特点和优异的成本效益,是理想的固定化酶载体。本文综述了近些年来金属有机框架、共价有机框架和多孔微球等纳米材料固定化酶的研究进展和应用,重点介绍了载体固定酶的方式,并总结了每种载体的特点,最后讨论了多孔纳米材料固定化酶面临的挑战和发展趋势。
图1 ZIF-70固定亚甲基绿和脱氢酶的示意图
Figure 1 Schematic diagram of fixed methylene green and dehydrogenase in ZIF-70
图2 微孔转变为微介孔MOF示意图
Figure 2 Schematic diagram of microporous to micro- and mesoporous MOF
图3 Fe3O4@MIL-100(Fe)的合成路线及脂肪酶的固定化示意图
Figure 3 Synthesis route of Fe3O4@MIL-100 (Fe) and immobilization diagram of lipase
图4 由软生物组织矿化的坚硬的多孔保护壳的海胆示意图(A)和包裹在多孔的MOF结晶壳中的蛋白质、酶、DNA等生物大分子(B)
Figure 4 Schematic diagram of sea urchin with hard porous protective shell mineralized by soft biological tissue (A) and proteins, enzymes, DNA and other biological macromolecules are wrapped in porous MOF crystal shell (B)
图5 E@ZIF-8@ZnTA生物催化剂的制备
Figure 5 Schematic preparation of E@ZIF-8@ZnTA biocatalysts
图6 酶进入COF孔道示意图
Figure 6 Schematic diagram of enzyme entering into COF channel
图7 生物分子共价固定在COF中
Figure 7 Covalent immobilization of biomolecules in COF
图8 MG@TpPa-1-胰蛋白酶的合成过程
Figure 8 Synthesis of MG@TpPa-1-trypsin
图9 BTCA-MCMs的制备(A)和溶菌酶与BTCA-MCMs的共价结合(B)
Figure 9 Preparation of BTCA-MCMs (A) and covalent bonding of lysozyme with BTCA-MCMs (B)
图10 PCMN制备机理示意图
Figure 10 Schematic diagram of PCMN preparation mechanism
图11 抗体制备和应用的体外保护涂层策略示意图
Figure 11 Schematic diagram of in vitro protective coating strategy for antibody preparation and application
长按二维码关注我们
微生物学通报
Microbiology China
http://journals.im.ac.cn/wswxtbcn
010-64807511
tongbao@im.ac.cn
本期制作:赵彬涵
点击“阅读原文”获取全文