天然酶具有催化效率高、底物選擇性強(qiáng)等特點(diǎn)而備受關(guān)注。然而大部分天然酶存在生產(chǎn)和純化操作困難、極端條件下穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，嚴(yán)重限制了其在復(fù)雜甚至苛刻的工業(yè)反應(yīng)體系中的應(yīng)用。超分子組裝是模擬天然酶最有效的方法之一。受到貽貝黏附蛋白的啟發(fā)，生物小分子多巴胺由于能夠在弱堿性環(huán)境下在任意組成和形狀的材料表面形成聚多巴胺薄膜，引起了研究人員的廣泛興趣。特別是聚多巴胺中豐富的鄰苯二酚和氨基基團(tuán)，使其能夠與多種金屬離子配位，為模擬天然金屬酶帶來(lái)了新的機(jī)遇。
近日，我?；瘜W(xué)化工學(xué)院李紅教授課題組在聚多巴胺基仿生酶構(gòu)建研究方面取得了重要進(jìn)展，相關(guān)工作分別發(fā)表在Small（中科院一區(qū)，IF=15.153）和Journal of Colloid and Interface Science（中科院一區(qū)，IF=9.965）期刊上。該課題組報(bào)道了一種以氧化纖維素為模板銅摻雜聚多巴胺膜的構(gòu)建方法。制備得到以氧化纖維素為載體、以銅離子為活性中心的薄膜，其具有兩種天然酶類似的活性，包括漆酶和過(guò)氧化物酶。薄膜能夠有效地將對(duì)苯二酚催化形成苯醌，催化效率是天然漆酶的3倍。并且，該薄膜具有類似過(guò)氧化物酶的活性，能夠催化過(guò)氧化氫對(duì)3,3',5,5'-四甲基聯(lián)苯胺的氧化反應(yīng)，生成藍(lán)色的氧化產(chǎn)物，進(jìn)而應(yīng)用于過(guò)氧化氫和抗壞血酸的靈敏檢測(cè)。與天然酶相比較，仿生酶還具有成本低、易于儲(chǔ)存和運(yùn)輸、穩(wěn)定性好及可循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)。相關(guān)成果以“Flexible Recyclable Cellulose Paper Templated Cu-Doped Polydopamine Membranes with Dual Enzyme-Like Activity”為題發(fā)表在化學(xué)權(quán)威期刊Small上（DOI: 10.1002/smll.202202405）。
進(jìn)一步，該課題組利用銅離子氧化促進(jìn)多巴胺在纖維素膜上的沉積，通過(guò)一步法簡(jiǎn)便、快速地制備了以纖維素為載體、以銅離子為活性中心的纖維素模板銅摻雜聚多巴胺膜。研究表明該薄膜具有類似天然漆酶的催化活性。而且，仿生酶表現(xiàn)出更高效的催化性能和更好的親和力。此外，仿生酶具有良好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性和可重復(fù)使用性，室溫下保存7天后仍能夠維持100%活性，經(jīng)過(guò)5次循環(huán)使用后催化活性未發(fā)生明顯變化。相關(guān)成果以“Cu-boosted one-pot nanoarchitectonics for synthesis of polydopamine membranes as reusable laccase mimic”為題發(fā)表在化學(xué)權(quán)威期刊Journal of Colloid and Interface Science上（DOI: 10.1016/j.jcis.2022.07.167）。以上工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、陜西省高層次人才計(jì)劃、陜西省青年科技新星支持計(jì)劃的資助。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202202405
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021979722013479?via%3Dihub
