分子模拟指导在具有可调节的水友性/疏水性表面的巢状ZIF上对脂酶的固定
Le Zhong1, Zhongjie Wang1, Xiaohong Ye1
1State Key Laboratory of Food Nutrition and Safety, Laboratory of Industrial Fermentation Microbiology, Ministry of Education, Tianjin University of Science and Technology, No. 29, 13th Avenue, Tianjin Economic and Technological Development Area (TEDA), Tianjin 300457, PR China.
Journal of colloid and interface science
|April 18, 2024
概括
设计功能支持是固定脂酶活性的关键. 一种新型的超疏水性ZIFs材料,经酸改性,显著增强了阿斯伯吉illus oryzae脂酶 (AOL) 的活性和可重复使用性.
科学领域:
- 生物催化剂是一种生物催化剂.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 酶固定化 酶固定化
背景情况:
- 固定脂酶的性能高度依赖于支材料的特性.
- 脂酶活性通常通过界面激活来增强疏水表面.
- 了解不同疏水性接口上的脂酶行为对于设计有效的支非常重要.
研究的目的:
- 通过分子模拟,研究在具有不同疏水性水平的接口上的脂酶行为.
- 开发一种新的"巢状"超疏水ZIFs材料 (ZIFN) 用于脂酶固定.
- 通过合理的支持设计,增强Aspergillus oryzae脂酶 (AOL) 的催化活性和可重复使用性.
主要方法:
- 用分子模拟来研究脂酶-接口相互作用.
- 合成了一种新的超疏水性ZIFN材料.
- 在ZIFN上固定了Aspergillus oryzae脂酶 (AOL),从而创建了AOL@ZIFN.
- 使用酸 (TA) 来修改ZIFN支,形成AOL@ZIFN-TA.
- 通过p-Nitrophenyl palmitate (p-NPP) 的水解来测量酶活性.
主要成果:
- 分子模拟表明,平衡的水友性/疏水性表面促进了脂酶界面激活.
- 与自由脂酶相比,合成的AOL@ZIFN的活性增加了2.0倍.
- 用酸 (AOL@ZIFN-TA) 修改导致活性显著增加30倍.
- 在5个循环后,AOL@ZIFN-TA保留了82%的初始活动,证明了出色的可重复使用性.
结论:
- 具有受控的水友性/疏水性质的纳米材料表面的合理设计可以显著提高脂酶界面激活和催化性能.
- 开发的类似"巢"的超水性ZIFN,特别是当用酸修饰时,为高度活跃和可重复使用的固定酶提供了一个有希望的平台.
- 这项研究突出了合理设计的纳米材料在酶固定和生物催化剂中广泛应用的潜力.
