生物催化已经成为合成化学中的一个强有力的工具，在温和的条件下，酶被用来产生高选择性的产品。利用光催化再生的辅因子与酶以级联的方式协同结合，为生产特定化合物提供了一条有效的合成路线。然而，酶与光催化剂的结合一直受到限制，因为光生活性氧物种会迅速降解生物材料，从而使酶材料变性和失活。

近日，马克斯·普朗克聚合物研究所Katharina Landfester，Calum T. J. Ferguson，复旦大学Kai A. I. Zhang设计了核−壳结构的纳米光反应器，其中光催化单元集中在颗粒核，并被介孔二氧化硅外壳包围。

文章要点

1）这种核−壳结构的纳米光反应器允许酶辅助因子快速地通过多孔壳扩散到光活性中心，以快速转化为活性态。相反，壳层的产生使得通过尺寸排除，酶可以从活性光催化核心物理上分离出来。

2）光催化剂的介孔壳层被设计成使活性氧从光催化材料中扩散出来的时间足够长，使得活性氧物种返回到对生物材料无害的基态。此外，将这种核−壳光催化剂设计与一种酶物种相结合，能够在可见光照射下连续生产所需的产品。研究人员在葡萄糖脱氢酶和甘油脱氢酶两种不同的酶体系下对光生物催化活性进行了测试，观察到了核−壳纳米光反应器的酶长期稳定性。

参考文献

Wenxin Wei, et al, Aerobic Photobiocatalysis Enabled by Combining Core−Shell Nanophotoreactors and Native Enzymes, J. Am. Chem. Soc., 2022

DOI: 10.1021/jacs.2c00576

https://doi.org/10.1021/jacs.2c00576