【参赛作品】可用于保护酶的反应容器的蛛丝胶囊

蜘蛛丝纤维因其优异的拉伸强度和良好的韧性被大家熟知。基于蛛丝蛋白重组技术,人类对它的利用正在变成现实。德国拜罗伊特大学的Blüm等人近日在《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)上发表研究(Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 763–768. DOI: 10.1002/adfm.201302100),报道eADF4(C16)胶囊用作反应容器,以保护参与反应的酶蛋白不被水解并实现对其活性的控制。他们利用β-半乳糖苷酶作为酶模型,用来研究在胶囊内对其活性的控制激活。

重组蛛丝蛋白eADF4(C16)是基于ADF4蛋白序列制备的,这种蛋白常见于在欧洲的十字园蛛纤维。经过一定处理,人们可以获得它的不同形态。eADF4(C16)蛋白微胶囊可用作大分子量物质(例如酶或一些化学催化剂)的转运载体。改造后的蛛丝纤维蛋白制备的胶囊可用作带有半透膜的反应容器。反应物透过蛛丝膜扩散进入胶囊内部,反应便被引发。

研究结果表明,eADF4(C16)蛋白胶囊可以成功负载β-半乳糖苷酶,此外它还有保护作用,即使是在周围环境存在位点专一性的蛋白酶的条件下,酶仍然可被胶囊保护而不被水解、破坏。研究结果还表明,eADF4(C16)蛋白胶囊还可以成功负载未激活的酶的前驱物或中间体,并根据需要从外部进行激活。

此外,他们使用医疗级别的硅油取代之前被广泛使用的有毒的甲苯作为有机相来制造蛛丝胶囊并建立了新的制备技术。由于在硅油-水界面形成的蛛丝纤维与其他方法产物有细微的区别,从而使蛛丝胶囊得到结构上的稳定。

原文链接:Spider Silk Capsules as Protective Reaction Containers for Enzymes

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