第一作者：Wei-Hai Chen, Margarita Vázquez-González

通讯作者：Itamar Willner

通讯单位：耶路撒冷希伯来大学（以色列）

研究亮点：

基于纳米MOF构建了一种仿生级联酶催化系统

在生物体内，以酶级联反应为代表的生物催化转化涉及到一系列复杂的反应过程，而这些过程都是发生在限域微环境中。

有鉴于此，耶路撒冷希伯来大学Itamar Willner团队受自然启发，报道了一种ZIF-8包裹2-3个酶的催化剂，实现了仿生限域的级联生物催化。

图1. ZIF-8中集成双酶级联系统

研究人员以纳米ZIF-8作为微反应器，在其内部集成葡萄糖氧化酶、辣根过氧化物酶双酶系统，或者β半乳糖甘酶、葡萄糖氧化酶和辣根过氧化物酶三酶系统。相比于在体相溶液中的催化反应，MOF限域使得整个催化级联反应活性分别可以提高7.5倍和5.3倍。

除此之外，通过纳米MOF包裹乙醇脱氢酶、NAD⁺–polymer以及乳酸脱氢酶，研究人员实现了偶联的生物催化级联反应，最终可以利用乙醇将丙酮酸还原成乳酸。

图2. ZIF-8中集成三酶级联系统

图3. NAD⁺辅助ZIF-8中辅因子决定的酶生物催化级联反应

图4. NAD⁺辅助ZIF-8中双酶生物催化级联反应

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参考文献：

Wei-Hai Chen, Margarita Vázquez-González, Itamar Willner et al. Biocatalytic cascades driven by enzymes encapsulated in metal–organic framework nanoparticles. Nature Catalysis 2018.

DOI：10.1038/s41929-018-0117-2

https://www.nature.com/articles/s41929-018-0117-2