硅基基质,由于化学惰性、机械强度高和热稳定性好等优异特性,被广泛用于酶固定化。然而,在单酶尺度下,由于酶表面的化学多样性和异质性,精确调控酶与硅基基质的相互作用非常困难且鲜有报导。
近日,华南理工大学朱伟教授团队提出了一种新的杂化酶概念—“硅酶” (silicazyme),其核心在于将具有不同化学性质的硅基前驱体与酶复合,进而在单酶尺度实现结构稳定性-酶活性的精确调控,实现单酶尺度下酶结构强化、活性调控、稳定性提升和功能扩展。
1)酶活性调节能力 — 多组元硅化衍生的化学多样性改变了二氧化硅框架与酶之间的相互作用,从而有效调控酶表面微环境,实现酶活性调节,并已成功应用于脂肪酶、葡萄糖氧化酶和细胞色素c,活性分别提高1.95倍、1.26倍和1.43倍。
4)功能可扩展性 — 二氧化硅框架丰富的化学性质使酶可以从二氧化硅部分实现可控功能化,避免酶部分在化学偶联过程中经常发生的酶失活。
Guansheng Zheng, Junxian Yang, Dr. Liang Zhou, Dr. Anna Sinelshchikova, Prof. Qi Lei, Prof. Jiangguo Lin, Prof. Stefan Wuttke, Prof. C. Jeffrey Brinker, Prof. Wei Zhu
Angewandte Chemie International Edition
DOI: 10.1002/anie.202406110