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纳米酶颗粒的制备及其催化特性研究

来源:点击:2387发布时间:2016-10-31
刘铮1,2,*、戈钧1,2、卢滇楠1,2、蒋国强1,2、欧阳平凯2、吴建中3
1工业生物催化教育部重点实验室,清华大学化学工程系,北京 100084
2 江苏先进生物与化学制造协同创新中心,南京工业大学,南京 211800
3 Department of Chemical and Environmental Engineering and Department of Mathematics
University of California, Riverside, CA 92521, USA
*Email: liuzheng@mail.tsinghua.edu.cn

摘要:自然界中的酶催化过程丰富多彩,且具有高选择性和反应条件温和等优势,但要将其应用于化学品的高效绿色合成,还需对其进行工程改造。本研究团队近年来致力于探索以纳米材料的结构和表面功能及特性来提高酶在应用环境中的稳定性、催化活性和操作便利性。此报告将简要总结本研究组所发展的纳米酶颗粒制备技术,包括纳米酶凝胶[1]、磁性纳米酶颗粒[2]、温敏性高分子-酶纳米偶联体[3]、酶-有机金属框架材料杂化体[4]、纳米多酶催化剂[5]等;探讨纳米结构对于酶分子构象和酶催化过程动力学的若干影响作用机制;挖掘纳米材料在构筑和强化多酶催化过程中的潜在优势;最后对纳米酶颗粒在化学品合成等领域的应用前景和存在问题进行讨论。

关键词:工业酶催化;无细胞生物合成;固定化酶;纳米酶颗粒 
参考文献
[1] M Yan, J Ge, Z Liu*, PK Ouyang, Encapsulation of Single Enzyme in Nanogel with Enhanced Biocatalytic Activity and Stability. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 11008-9.
[2] MM Lin, DN Lu, C Yang, JY Zhu, YF Zhang and Z Liu*, Magnetic enzyme nanogels (MENGs): a universal synthetic route for biocatalysts. Chem. Commun. 2012, 48, 3315-17. 
[3] JY Zhu, YF Zhang, DN Lu, RN Zare, J Ge* and Z Liu*, Temperature-responsive enzyme-polymer nanoconjugates with enhanced catalytic activities in organic media. Chem. Commun. 2013, 49, 6090-92.
[4] FJ Lyu, YF Zhang, RN Zare, J Ge,*and Liu*, One-Pot Synthesis of Protein-Embedded Metal−Organic Frameworks with Enhanced Biological Activities. Nano Lett., 2014, 14, 5761-65.
[5] YF Zhang, Y Yong, J Ge and Z Liu*, Lectin Agglutinated Multienzyme Catalyst with Enhanced Substrate Affinity and Activity.  ACS Catal. 2016, 6, 3789-95.
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