开发一种新颖的光触发可逆酶固定化和载体再利用策略

2022-04-28 16:47:14 152

具有潜在生态风险的水中酚类化合物近年来受到了广泛的关注。目前已有多种方法去除水中酚类化合物,包括吸附法、化学法、膜分离法、生物法和光催化降解法。近年来,酶生物催化由于其绿色性、特异性和反应条件温和,逐渐取代了化学催化剂通过酶反应去除酚类污染物。但酶生物催化的稳定性低、制备成本高、游离酶回收困难等问题仍制约着其在环境修复中的进一步应用。近日,为了克服这些缺点,有科研人员提出了一种基于光触发可逆β-环糊精(β-CD)-偶氮苯(Azo)主客体相互作用的新策略。

偶氮苯(Azo)-环糊精(CD)由于其特殊的讽刺效应、高选择性和可调节的结合,在药物传递、自愈和分子识别等领域引起了人们的广泛关注。在紫外光和可见光的交替照射下,偶氮可以在顺式和反式之间可逆地光异构化。反式偶氮和CD可以形成主客体配合物通过范德华和疏水相互作用,而笨重的cis-偶氮不能容纳腔的CD由于空间斥力,和复杂的反式偶氮可以拆卸下紫外线照射的光异构化偶氮。

该固定化方法可以提高酶的稳定性和催化性能,并且可以在外加磁场的作用下使酶易于从反应介质中分离出来。在较宽的温度和pH范围内,固定化酶的活性高于游离酶,5次循环后,苯酚的去除率仍保持在58.63%左右。在紫外光照射下,偶氮的光异构化会导致β-cd-偶氮相互作用的分解,导致酶的分离,苯酚的去除率下降到16%。该载体材料可被回收用于酶的继续固定化,基于酶固定化和分离循环过程的结果有力地证明了酶的分离。通过对基于酪氨酸酶(Tyr)的修复对苯酚的去除进行批量实验,证明该方法是一种实用的方法。