近期，江南大學(xué)生物工程學(xué)院鄭璞教授團(tuán)隊(duì)在MOF固定化酶方面取得進(jìn)展，研究成果“Immobilization of alpha-L-rhamnosidase on a magnetic metal-organic framework to effectively improve its reusability in the hydrolysis of rutin”正式發(fā)表于Bioresource Technology （IF = 7.539） （https://doi.org/10.1016/j.biortech.2020.124611）。

 

　　α-L-鼠李糖苷酶（EC 3.2.1.40）是一種糖苷水解酶，能特異性水解糖苷類物質(zhì)非還原性末端的L-鼠李糖殘基，可以用于果汁脫苦，酒的增香及L-鼠李糖、異槲皮素、普魯寧等的制備。游離酶水解糖苷時(shí)，酶不能回收利用，導(dǎo)致成本較高。固定化酶易分離且可以重復(fù)利用，同時(shí)對(duì)極端環(huán)境的耐受性較強(qiáng)，可以顯著降低成本。然而蘆丁等糖苷類物質(zhì)的溶解度很低，導(dǎo)致固定化酶水解效率較低，同時(shí)固定化酶與不溶的產(chǎn)物和底物之間難以分離，降低了固定化酶的利用效率，因此獲得能夠高效水解低溶解度的糖苷且能夠回收利用的固定化酶至關(guān)重要。

 

　　鄭璞教授團(tuán)隊(duì)為了獲得高效且易分離的固定化酶，首先篩選了不同種類的固定化材料，數(shù)據(jù)顯示磁性金屬有機(jī)框架（MOF）材料固定化的酶（Rha@MOF）水解蘆丁的效率最高且易分離。其次對(duì)固定化的條件進(jìn)行了優(yōu)化并對(duì)固定化載體進(jìn)行了表征，酶活可達(dá)25.09 U/g。為了獲得最優(yōu)的水解效果，團(tuán)隊(duì)對(duì)Rha@MOF水解蘆丁的條件進(jìn)行了優(yōu)化，在最佳條件下，20 g/L蘆丁的轉(zhuǎn)化率為91.42%，異槲皮素生產(chǎn)率為12.78 g/L/h；50 g/L柚皮苷的轉(zhuǎn)化率可高達(dá)99%。酶固定化以后，Km值從6.97 mM降到了3.62 mM，說(shuō)明MOF 材料固定化α-L-鼠李糖苷酶可以顯著提高酶的親和力。最后，為了驗(yàn)證Rha@MOF的可重復(fù)使用性，在最佳條件下重復(fù)水解20 g/L蘆丁30次，30次重復(fù)以后轉(zhuǎn)化率仍為73.6%。本研究結(jié)果表明，所制備的磁性MOF納米顆粒是固定化α-L-鼠李糖苷酶的有效載體，這為酶法水解低溶解度黃酮類化合物的研究提供了新的固定化酶材料。

 

　　鄭璞教授為該論文的通訊作者，2018級(jí)博士生王德慶為該論文的第一作者。上述研究工作得到了輕工業(yè)技術(shù)與工程國(guó)家級(jí)一級(jí)學(xué)科項(xiàng)目（LITE2018-04），江蘇高校品牌專業(yè)建設(shè)工程資助項(xiàng)目的資助。