Angew. Chem. Int. Ed

传统的酶固定化方法（如聚合物包埋、介孔二氧化硅吸附、MOF封装等）在实际应用中仍存在诸多问题。为了解决这些问题，本文提出了一种基于M₁₂L₂₄配位笼的预封装策略，先将酶封装在溶液中形成的配位笼中，再通过等结构结晶将其固定在有序的晶体中，从而实现高效、稳定、结构明确的酶固定化。

本文利用Pd²⁺与双齿配体自组装形成的M₁₂L₂₄球形配位笼，其内部空腔（直径3.8–5.5 nm）足以容纳单个酶分子。酶通过N-末端的氨基与配体上的2-甲酰吡啶基团形成共价键（席夫碱反应），从而被固定在笼内。这种“预封装”策略使得酶在结晶前已被稳定在笼内，后续结晶过程不依赖于酶的种类或表面性质。

本文使用两种不同大小的配位笼（2a和2b），分别适用于不同尺寸的酶（如SOD1、细胞色素C、核糖核酸酶A等）。实现了九种不同酶的等结构结晶，证明了该策略的高度通用性。

本文主要研究了三种酶：超氧化物歧化酶1（SOD1）、细胞色素C（Cyt C）和核糖核酸酶A（RNase A）。

SOD1是一种包含铜(Cu)和锌(Zn) 双金属的酶。其催化核心是一个铜离子和一个锌离子，它们对酶的活性和结构稳定性至关重要。

SOD1的主要生物功能是催化超氧阴离子自由基(O₂⁻·)的歧化反应，这是一种保护细胞免受氧化损伤的关键反应。

细胞色素C是一种含有血红素（heme）辅基的蛋白。在本文的研究背景下，细胞色素C被用作一种过氧化物酶，即催化过氧化氢(H₂O₂)介导的氧化反应。

RNase A是一种小分子的内切核糖核酸酶，RNase A催化RNA链中嘧啶核苷酸（胞嘧啶C和尿嘧啶U）3'-磷酸二酯键的切割反应。

以SOD1和细胞色素C为例，构建了双酶级联反应体系，显著提升了反应效率，有望用于药物合成中的多步酶促反应。

本文研究的酶固定化通过将酶封装在溶液中形成的配位笼中，再通过等结构结晶将其固定在有序的晶体中，从而实现酶的固定化。具体优势如下：

1、高通用性：适用于多种酶，不依赖其大小、电荷或表面性质；

2、高装载效率：酶几乎被完全封装，且分布均匀；

3、可共固定化多种酶：实现级联反应的空间协同；

4、稳定性强：耐有机溶剂、热稳定性好，适合工业催化环境。

参考文献：Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202517027 doi.org/10.1002/anie.202517027.

责任编辑：琉璃

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