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Nano Res.[催化]│厦门大学王世珍课题组:金属有机框架复合材料ZIF-8/RGO固定D-氨基酸脱氢酶

作者：Nano Research 2023-07-26

本篇文章版权为王世珍课题组所有，未经授权禁止转载。

背景介绍

D-氨基酸在精细化学品、药物合成、食品等领域应用广泛。D-氨基酸脱氢酶是一种 NADPH 依赖性氧化还原酶，可催化 α-酮酸的不对称还原胺化反应生成相应的D-氨基酸。但是D-氨基酸脱氢酶(DAADH)稳定性差，催化效率低。因此通过固定化提高酶的稳定性和催化活性显得尤为重要。

研究方法

采用金属框架（ZIF-8）和还原石墨烯（RGO）的复合材料，固定化DAADH，研究了载体ZIF-8/RGO与D-氨基酸脱氢酶（DAADH）的相互作用机制，以及DAADH/ZIF-8/RGO的酶催化性能。通过扫描电镜（SEM）和动态光散射（DLS）对固定化酶的表面形貌以及粒径大小进行了表征。通过zeta电位，X射线衍射（XRD），傅里叶红外光谱（FTIR）研究载体ZIF-8/RGO和酶DAADH之间的相互作用。

成果简介

DAADH/ZIF-8/RGO的酶回收率为165.6%。固定化酶在50℃下可保持53.4%的活性，而游离酶基本无活性。DAADH/ZIF-8/RGO对底物具有更好的亲和力，DAADH/ZIF-8/RGO的Vmax/Km是游离酶的1.27倍。经过七次循环后，DAADH/ZIF-8/RGO的活性仍为64.3%。

图文导读

研究了ZIF-8/RGO固定D-氨基酸脱氢酶（DAADH）的机制，研究发现在DAADH和ZIF-8之间的多层次相互作用，包括配位键、氢键和静电相互作用等。DAADH在ZIF-8中的可控固定化是实现高效催化和高稳定性的关键，RGO提供的疏水作用可以提高固定化酶的稳定性。

作者简介

王世珍，厦门大学化学化工学院副教授，主要从事合成生物学、生物电催化、酶工程及海洋生物技术等领域研究（https://chem.xmu.edu.cn/info/1268/5168.htm）欢迎生物工程、电化学、生物信息学、化工、生物和化学专业背景学生报考。

文章信息

Lei H, Zhang Q, Xiang X, et al. Metal-organic framework hybrid materials of ZIF-8/RGO for immobilization of D-amino acid dehydrogenase. Nano Research, 2023, https://doi.org/10.1007/s12274-023-5811-y.

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