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導讀 鑒于酶(生物催化劑)在有價值的化學品的制造中更具可持續(xù)性和選擇性，無細胞生物催化越來越多地用作傳統(tǒng)化學催化劑的替代品?；瘜W生物制造受...

鑒于酶(生物催化劑)在有價值的化學品的制造中更具可持續(xù)性和選擇性，無細胞生物催化越來越多地用作傳統(tǒng)化學催化劑的替代品?；瘜W生物制造受益于分子和合成生物學的巨大進步，這些進步刺激了新的酶級聯(lián)反應(其中每個新形成的產(chǎn)物隨后轉化為下一個產(chǎn)物的反應序列)的產(chǎn)生。

為了增加這些酶級聯(lián)的產(chǎn)量，生物技術成功地設計了基于生物分子的支架，其中多酶系統(tǒng)在幾納米內(nèi)空間排列，從而實現(xiàn)有效的生物合成途徑。然而，以納米精度組織酶對支架設計提出了挑戰(zhàn)。

CICbiomaGUNE生物材料合作研究中心在蛋白質(zhì)工程和異質(zhì)生物催化方面具有專業(yè)知識的研究人員開發(fā)了一種納米組織的多酶系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用被稱為TRAP蛋白的工程蛋白作為生物催化的支架，從而實現(xiàn)空間分布和生物催化的精確控制。理化性質(zhì)。

這項研究最近發(fā)表在《自然通訊》雜志上，“是蛋白質(zhì)支架的第一個例子，旨在在納米尺度上組織多種酶并捕獲反應中間體，以增加它們在支架酶周圍的濃度。這已經(jīng)通過DNA支架得到了證明，但絕不是基于蛋白質(zhì)的，”該中心的科學主任、伊克巴斯克研究教授AitziberL.Cortajarena說。

該研究的合著者、伊克巴斯克研究教授費爾南多·洛佩斯·加萊戈(FernandoLópezGallego)證實：“我們發(fā)現(xiàn)這些組裝的多酶系統(tǒng)的比生產(chǎn)率比未組裝的系統(tǒng)高出五倍?！贝送?，研究人員還將這種生物分子支架固定在其他固體表面上，從而在連續(xù)的反應循環(huán)中創(chuàng)造出可重復使用的異質(zhì)多功能生物催化劑。

研究結果證明了TRAP支架作為空間組織工具開發(fā)的潛力，可提高無細胞生物合成途徑的效率。他們說：“所選的蛋白質(zhì)支架具有獨特的特性，并提供其他傳統(tǒng)蛋白質(zhì)支架無法實現(xiàn)的納米級空間控制。”這種方法使得制造具有前所未有的參數(shù)控制的系統(tǒng)成為可能，這些參數(shù)對于實現(xiàn)良好的催化性能非常重要。因此，這是向更可持續(xù)的社會經(jīng)濟模式過渡的有趣的一步。

CICbiomaGUNE研究教授表示，“與其他現(xiàn)有方法相比，開發(fā)的方法相對簡單且模塊化。我們預計這項技術將在推進更穩(wěn)定、更高效的多酶系統(tǒng)的制造方面大有幫助?！?/p>

這項合作工作表明，蛋白質(zhì)工程和生物催化的結合不僅在提高內(nèi)在催化活性和酶穩(wěn)定性方面具有巨大潛力，而且在最大限度地提高空間組織多酶系統(tǒng)的性能方面也具有巨大潛力。此外，這項工作中展示的生物催化應用可以擴展到應用科學的其他領域，例如能源設備的集成或用于各種工業(yè)過程的生物催化材料的形成。

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