Biocatalytic cascades driven by enzymes encapsulated in metal–organic framework nanoparticles

辣根过氧化物酶 葡萄糖氧化酶 醇脱氢酶 纳米颗粒 纳米反应器 固定化酶 生物催化 辅因子 化学 组合化学 酶催化 过氧化物酶 纳米技术 材料科学 有机化学 催化作用 反应机理
作者
Wei‐Hai Chen,Margarita Vázquez‐González,Amani Zoabi,Raed Abu‐Reziq,Itamar Willner
出处
期刊:Nature Catalysis [Nature Portfolio]
卷期号:1 (9): 689-695 被引量:573
标识
DOI:10.1038/s41929-018-0117-2
摘要

Biocatalytic transformations in cells, such as enzyme cascades, involve complex networks proceeding in spatially confined microenvironments. Here, inspired by nature, we demonstrate effective biocatalytic cascades by the encapsulation of two or three enzymes, or enzyme/cofactor components, in zeolitic imidazolate framework-8 metal–organic framework nanoparticles (ZIF8-NMOFs) that act as nanoreactors. The integration of the two-enzyme system (glucose oxidase and horseradish peroxidase) or three-enzyme system (β-galactosidase, glucose oxidase and horseradish peroxidase) in the NMOFs leads to 7.5-fold and 5.3-fold enhancements in the activity of the catalytic cascades, respectively, compared with the bulk mixture of the catalysts in solution. In addition, the encapsulation of alcohol dehydrogenase, NAD+–polymer and lactate dehydrogenase in the NMOFs yields a coupled biocatalytic cascade involving coupled NAD+-dependent enzymes, leading to the catalytic reduction of pyruvic acid to lactic acid by ethanol. High activity and stability of enzyme cascades are key to their biotechnological application. Here, Willner and co-workers demonstrate that encapsulation in metal–organic framework nanoparticles can improve these features for two- and three-enzyme, as well as NAD+-dependent, cascades.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
ChemPhys完成签到 ,获得积分10
刚刚
刚刚
Auston_zhong应助潇洒三毒采纳,获得10
1秒前
1秒前
anne完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
小金刀完成签到,获得积分10
2秒前
dablack发布了新的文献求助10
2秒前
诚心梦之完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
JamesPei应助成就的心情采纳,获得10
3秒前
三更灯火完成签到,获得积分10
4秒前
yyyyyyyyyyyiiii完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
谦让青发布了新的文献求助10
4秒前
宁阿霜发布了新的文献求助20
4秒前
00发布了新的文献求助10
4秒前
一叶扁舟完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
hesven发布了新的文献求助10
6秒前
潇洒行天完成签到,获得积分10
6秒前
yhhhhh发布了新的文献求助10
7秒前
超级白枫完成签到,获得积分10
7秒前
不安以旋完成签到,获得积分10
7秒前
小熊完成签到,获得积分10
7秒前
奋斗灵波发布了新的文献求助10
7秒前
完美世界应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得30
8秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
8秒前
8秒前
8秒前
李健的小迷弟应助1111采纳,获得10
9秒前
希望天下0贩的0应助2jz采纳,获得10
9秒前
9秒前
SYLH应助开放映冬采纳,获得10
11秒前
爱猫的纭完成签到,获得积分10
11秒前
勤奋雨发布了新的文献求助10
12秒前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Conference Record, IAS Annual Meeting 1977 1250
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 1000
APA educational psychology handbook, Vol 1: Theories, constructs, and critical issues 700
An Annotated Checklist of Dinosaur Species by Continent 500
岡本唐貴自伝的回想画集 500
Distinct Aggregation Behaviors and Rheological Responses of Two Terminally Functionalized Polyisoprenes with Different Quadruple Hydrogen Bonding Motifs 450
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3652307
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3216514
关于积分的说明 9712382
捐赠科研通 2924251
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1601585
邀请新用户注册赠送积分活动 754315
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 733019