中山大学陈国胜/欧阳钢锋团队JACS：MOF孔道分区化-疏水化协同策略提高酶稳定性和活性

主要观点总结

本文介绍了一项中山大学陈国胜/欧阳钢锋团队的研究，他们提出了一种MOF孔道分区化-疏水化协同策略，解决了酶固定的传质动力学问题，并实现了脂肪酶优势催化构象的激活。该研究成功提高了脂肪酶@MOF复合催化剂的活性和稳定性，在酯水解、手性动力学拆分等方面展现出优异性能。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

合理将酶分子空间固定于多孔载体，创制新型生物复合催化剂，是实现工况条件下生物催化转化的关键策略。金属有机框架（MOF）具有超高的孔隙率和原子精准可调的孔道结构，将酶分子封装在MOF孔道是设计新型生物催化剂的重要思路。

关键观点2: 研究亮点

1. 提出一种MOF孔道分区化-疏水化协同策略，解决酶固定的传质动力学问题，并实现脂肪酶优势催化构象的激活。2. 阐明MOF孔道疏水界面作用对于活化脂肪酶的机制。3. 实现酯水解活力及手性动力学拆分性能的提升。

关键观点3: 研究方法

研究人员首先分析了酶分子封装于化学改性的MOF孔道中的4种可能模式。随后选用具有层次孔结构的NU-1003作为载体，通过溶剂辅助配体交换策略定向进行脂肪酸修饰。通过cryo-EM、XRD、 1 H-NMR、水接触角以及氮气吸附等技术手段证实了复合催化剂的成功制备。

关键观点4: 研究结果

研究表明，MOF孔道分区化固定有效提高底物传质效率，孔道精准疏水化调控能够激活脂肪酶的优势催化构象。在最适条件下，TL@NU-1003-C22的酯水解初始催化速率是游离TL的1.57倍，且展现出良好的溶剂及热稳定性。此外，该研究还通过ITC和2D固体核磁实验揭示了酶分子-孔道的界面行为。

关键观点5: 总结与展望

该研究为高活力、高稳定脂肪酶复合催化剂的设计提供了新思路，并凸显了酶分子-孔道的界面作用对限域生物催化的重要影响。研究成果发表在Journal of the American Chemical Society上。

文章预览

▲ 第一作者：郭力泓 通讯作者：陈国胜，高瑞，黄淑瑶，黄思铭，欧阳钢锋 通讯单位：中山大学化学学院（广州） 论文DOI：10.1021/jacs.4c03286 （点击文末「阅读原文」，直达链接）     全文速览 在本研究中，中山大学陈国胜/欧阳钢锋团队提出一种MOF孔道分区-疏水化协同策略，较好地解决了载体的传质动力学问题，并借助孔道疏水界面作用激活脂肪酶（简称TL）的优势催化构象，成功实现脂肪酶@MOF复合催化剂活性和稳定性的同步提升，在酯水解、手性动力学拆分等方面展示出更优异的催化性能。     背景介绍 合理将酶分子空间固定于多孔载体，创制新型生物复合催化剂，是实现工况条件下生物催化转化的关键策略。这种固定化策略不仅能够稳定酶的柔性构象，提高其工作寿命，还可简化催化剂的分离过程，方便回收利用。金属有机框架（Metal-Or ………………………………