天科大生物工程学院科研团队在酶的固定化策略和生物催化应用领域取得研究进展

近日，天津科技大学生物工程学院贾士儒教授、崔建东教授团队围绕基于MOF材料的酶的固定化策略及研究展望方面的论文“Metal-organic frameworks with different dimensionalities: An ideal host platform for enzyme@MOF composites”在国际纳米材料、催化技术领域顶级期刊《Coordination Chemistry Reviews》上发表。文章以天津科技大学生物工程学院、省部共建食品营养与安全国家重点实验室为完成单位，教师杜英杰博士为文章第一作者和共同通讯作者，崔建东教授为共同通讯作者。这篇文章综述了具有不同维度的MOF材料固定化酶的制备策略和催化性能，并以MOF固定化酶为例对酶的固定化策略进行了总结和展望，提出了“固定化但不僵化”的固定化策略和理念。

图1 基于不同维度MOF的生物复合材料构建案例展示图

金属有机骨架材料(Metal-organic frameworks, MOFs)是一类新兴的多孔材料，具有良好的孔隙结构和晶体结构、良好的生物相容性、良好的化学/机械稳定性和较高的比表面积，是开发enzyme@MOF复合材料的理想宿主基质。大多数enzyme@MOF复合材料具有优异的催化性能和较高的稳定性。在过去的十年里，人们做了许多努力来开发具有潜在应用的enzyme@MOF复合材料。MOFs的维数对enzyme@MOF复合材料的催化性能有显著影响。科研团队在总结已有众多研究报道的固定化策略条件下，提出了“固定化但不僵化”的固定化策略，提出0维加的MOF（0D+MOF）材料是酶的固定化领域新的研究方向之一。在该策略的指导下，近期于Journal of Colloid and Interface Science杂志上发表了相关的研究内容，构建了新型的多级孔MOF固定化酶取得了较好的催化性能。

图2中空多级孔MOF固定化多酶示意图

多年来，团队在带头人贾士儒教授的带领下，在生物催化、生物防腐以及在食品、医药等领域取得了一定的研究和应用进展。在生物催化领域，以崔建东教授为核心的研究小组，近5年公开发表相关文章70余篇，分别发表于Coordination Chemistry Reviews 、Chemical Engineering Journal、Bioresource Technology和Journal of Colloid and Interface Science，其中发表高水平论文60篇余篇。以含酶纳米复合物在生物工程、生物催化的高效利用和过程强化为目标，初步实现了含酶复合物的构建及其在生物质能源、生物催化、有毒有害物质检测以及蛋白递送等领域的应用。

文献来源：

1. Coordination Chemistry Reviews, 2022, 10.1016/j.ccr.2021.214327.

   Journal of Colloid and Interface Science, 2021, 10.1016/j.jcis.2021.11.123.