生物-无机分子装配的模拟酶研究

【作者】 李正强； 吴茁夫； 赵子健； 王智； 王磊；

【机构】 吉林大学分子酶学工程教育部重点实验室；

【摘要】 模拟酶是通过人工合成出的一类具有天然酶生物特性的催化剂。通过模拟天然酶的活性中心和作用机理使其具备天然酶的一些催化特性。在以往的研究中,人们曾使用蛋白质、多肽指导磷酸铜纳米花的合成,以期模拟出某种酶的活性。考虑到氨基酸是构成蛋白质及多肽的基本单元,我们首次使用氨基酸来指导磷酸铜纳米花的形成。出乎意料的是:依赖于芬顿样反应的催化机制,我们观察到氨基酸纳米花具有氧化ABTS及降解罗丹明B的过氧化物酶活力^[1]。Yi Xing]等人评价我们的工作:"李等在制备具有过氧化物酶活力的氨基酸纳米花的研究中取得了突破性的进展,他们证实氨基酸和铜离子间的相互作用能生成具有过氧化物酶活力的活性位点^[2]"。次血红素是通过人工合成的一种铁卟啉化合物。次血红素虽然存在金属中心,可以通过金属的变价模拟过氧化物酶活性,但是其缺少了一个额外的配体,导致了很低的过氧化物酶活性。我们根据MP-11的侧链^[3]设计出了一个含有六个氨基酸的肽段（Ala-His-Thr-Val-Glu-L,ys）,并将这个肽段共价连接在了次血红素的羧基上（命名为DhHP-6）。为了可以更好的利用DhHP-6的过氧化物模拟酶活性,通过DhHP-6与Cu₃（PO₄）₂自组装,将DhHP-6固定化。形成纳米花之后,DhHP-6对底物的亲和性进一步提高。我们尝试将DhHP-6-Cu₃（PO₄）₂纳米花应用于苯酚的检测,并发现其具有很好的LOD值和灵敏度。而且,多次使用和长时间在缓冲溶液中贮存也没有明显的活力损失,因此DhHP-6-Cu₃（PO₄）₂纳米花是一种具有应用前景的生物催化剂^[4]。更多还原