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【科研速递】材化学院王安明等在Chemical Society Reviews发表酶固定化综述文章

来源 : 材料与化学化工学院     作者 : 王竹倩     时间 : 2022-08-21     

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近日,我校材化学院王安明教授、章鹏飞教授以通讯作者身份在Chemical Society Reviews上发表题为“Putting precision and elegance in enzyme immobilisation with bio-orthogonal chemistry”的综述文章,裴晓林为论文的第一作者(2022, 51, 7281-7304 )。Chemical Society Reviews(2022,影响因子:60.615)是由英国皇家化学会于1972年创刊并发行至今的国际化学领域内最具权威性的学术期刊之一,致力于发表最具影响力的化学、化工和材料类相关综述文章,以综合性与权威性而著称。

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图1 基于生物正交化学的酶固定化示意图


该论文以课题组前期建立的基于非天然氨基酸定位下生物正交化学酶固定化方法为基础(ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2020, 8, 6466-6478;Materials Chemistry Frontiers, 2022, 6, 182-193;International Journal of Biological Macromolecules, 2022, 205, 682-691;ACS Applied Materials & Interfaces, 2021, 13, 41454-41463),与国际生物催化和绿色化学著名专家 Roger A Scheldon教授合作完成,系统综述了生物正交化学在酶固定化等领域上的理论前沿及应用(图1)。

精准定位的组装和固定

基于酶结构的分析,在合理突变和改造基础上,非天然氨基酸被插入酶蛋白序列中(图2),通过调整基因突变位点精确地定位组装和固定化位置,还可借此控制目标酶共价组装体结构。此生物正交方法主要依据“死码活用”原理并利用反应基团的生物正交性,克服了生物催化中传统共价组装时,化学反应的随机性和盲目性,这有效避免酶活性中心破坏或掩埋问题。

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图2 基因水平控制的酶蛋白组装类型示意图(A,组装示意图;B,SEM图片;C, CLSM图片)


目标导向的固定与纯化

通过基因水平的改造结合合成生物学策略,目标酶蛋白被赋予可快速反应的生物正交反应基团,正交反应的高选择性充分保证了粗酶液内目标酶的同步组装固定和纯化,省略冗长的纯化过程,可抑制此中蛋白多肽链误折叠及降解,化繁为简,绿色高效。

论文的第一作者为裴晓林老师,通讯作者为王安明教授、章鹏飞教授及Roger A Sheldon教授(E-factor发明人、TU Delft教授、国际生物催化和绿色化学著名专家),杭州师范大学为第一通讯单位。该论文接受国家自然科学基金(22078079)、浙江省自然基金(LY18B060009)和浙江省万人计划项目等资助。


人物简介:

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王安明 教授

王安明,工学博士,教授,硕士生导师,一直从事合成生物学、生物催化及药物中间体合成研究。主持国家自然科学基金3项、省级科研和教改项目3项、杭州市科研项目3项;以第一或通讯作者在 Chemical Society Reviews、ACS Sustainable Chemistry & Engineering, Bioresource Technology, Materials Chemistry Frontiers、International Journal of Biological Macromolecules、ACS Applied Materials & Interfaces等发表SCI论文40余篇;授权专利5项;2016年获浙江省科技进步一等奖和中国石油和化学工业联合会科学技术进步一等奖(11/13)各一项,2018年获教育部科学技术进步一等奖(5/17),2019年获国家科技进步二等奖(7/10)。

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章鹏飞 教授

章鹏飞,理学博士,教授、博士生导师,材料与化学化工学院院长,浙江省万人计划杰出人才,享受国务院政府特殊津贴专家,浙江省教学名师。曾为教育部高校化学类专业教指委委员,省重点科技创新团队负责人。主持国家及省部级项目二十余项,在Chem. Soc. Rev.、Chem、Chem. Sci.等发表一二区论文50余篇,授权发明专利57件(其中美国11件),获省部级成果奖11项。是“J. Am. Chem. Soc.”“Chem”“Chemical Sceince”“Angew. Chem. Int. Ed.”“ACS Catalysis”等审稿人。现任中国石油和化学工业联合会理事。

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