生物矿化金属有机框架(MOFs)作为保护层有助于增强酶的生物催化的稳健性。目前，开发一个高有效载荷和恶劣环境耐受性的可回收系统仍然是一个挑战。 基于此， 南京医科大学陈芸教授和南京大学朱俊杰教授、何智梅 报道了一种基于 锌基配位聚合物(ZnCP)的表面电荷独立的非破坏性固定化酶策略。 酶@ZnCP证明了高酶负载、操作稳定性和酶活性的保存，提供了一个通用平台，容纳生物活性酶的生物催化和生物传感。 图1. (a) 酶@ZnCP的自组装示意图。(b) Cyt c@ZnCP的SEM。(c)纯ZnCP、游离Cyt c和Cyt c@ZnCP的紫外-可见光谱。插图为ZnCP(左)和Cyt c@ZnCP(右)的照片。Cyt c@ZnCP在不同Cyt c负载量的(d)粉末x射线衍射(PXRD)和(e)负载能力/负载效率。 图2. (a)天然Cyt c与Cyt c@ZnCP酶活性比较。插图为反应1小时后的相应照片。(b)不同配方的Cyt c在胰蛋白酶作用后的残留活性。 相关工作以“ Metal Azolate Coordination Polymer-Enabled High Payload and Non-Destructive Enzyme Immobilization for Biocatalysis and Biosensing ”为题发表在 Analytical Chemistry 上。 图3. (a)不同pH值缓冲液作用下Cyt c@ZnCP的Cyt c释放曲线。(b) Cyt c@ZnCP和Cyt c@ZIF-8在pH 5.7下的稳定性试验。(c)比较不同浓度的葡萄糖酸溶于水溶液或pH7.0的PBS溶液中，Cyt c@ZnCP中Cyt c的释放。(d)基于fitc标记的GOx发出的绿色荧光，Z-stack重建的共聚焦图像GOx@ZnCP。 要点1. 作者选择表面带正电荷的细胞色素C (Cyt C)和表面带负电荷的GOx作为模型酶进行研究。ZnCP的不规则配位促进了正极Cyt c和负极GOx的包埋，负载含量更高，优于大多数先前报道的MOFs。此外，ZnCP的亲水性有利于保存酶的天然构象，表现出与天然酶相似的高活性。 要点2. 与ZIF-8相比，加入酶的ZnCP (酶@ZnCP)对酸性pH的耐受性更强，这使得酶即使在酸性物种产生的催化反应中也具有良好的可循环性，从而拓宽了它在生物催化中的应用。 要点3. 作者也验证了酶@ZnCP在蛋白质包装、酶级联催化和生物传感方面的可行性。 这种包装策略的通用性也在具有不同表面电荷的其他蛋白质上得到验证。这种锌包覆层在限制和保护酶方面是可行的，是一种很有前途的生物催化和生物传感的酶固定化方法，同时提供了一个通用平台，容纳生物活性酶的生物催化和生物传感。 图4. (a)天然GOx和GOx@ZnCP的酶活性测定。(b)热处理不同时间(30 min、1 h、1.5 h)后GOx和GOx@ZnCP的活性。(c)胰蛋白酶作用下不同加载形式的Cyt c的活性。(d) GOx@ZnCP在周期内的相对活动。 图5.(a)基于ZnCP的双酶级联体系比色检测葡萄糖催化过程示意图。(b) 415 nm处吸光度随葡萄糖浓度变化的线性图。(c)在等摩尔浓度为150 μM的果糖、木糖、甘露糖、蔗糖、半乳糖和葡萄糖存在下，Cyt c-GOx@ZnCP对葡萄糖的选择性。 https://doi.org/10.1021/acs.analchem.2c00637
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