酶在磁性可恢复载体上的表面固定对于相对大分子的生物催化具有重要意义和重要性。在这项工作中， 纳米级富含氨基的丝状 M13 病毒是一种多功能生物支架，被用作脂肪酶固定的独特软骨架。基于 M13 噬菌体的结构和衣壳蛋白，由 M13 水凝胶和磁性颗粒组成的磁性可恢复无模拟物脂肪酶 (MFL) 以两种设计开发。

在第一个设计中，纳米级野生 M13 噬菌体通过 pVIII 肽的 N 端交联成噬菌体水凝胶，而 NH 2 -Fe 3 O 4 磁性纳米粒子 (MNP) 通过戊二醛附着在 M13 病毒上，形成 M13-(NH 2 -Fe 3 O 4 )磁性噬菌体水凝胶。

在第二个设计中，具有Fe 3 O 4 亲和力 pIII-肽（FAP-M13）的特殊 M13 被生物淘选以与带有“钩子”样 pIII 肽（N-LPLSTQH-C）的裸Fe 3 O 4 强结合。TEM 观察证实 FAP-M13 直接吸附在裸Fe 3 O 4 上，形成磁性 (FAP-M13)- Fe 3 O 4 病毒水凝胶。脂肪酶通过与 pVIII 肽的 N 端交联均匀地锚定在纳米级的噬菌体表面，然后构建了脂肪酶@M13-(NH 2 -Fe 3 O 4 ) 和脂肪酶@(FAP-M13)-Fe 3 O 4 MFL。对于这两种 MFL，都具有高活性回收率 (>95%) 和高效磁分离的特点。与传统的NH 2 -Fe3O4 载体相比，MNP 使用量显着减少，脂肪酶加载量增加约 40 倍。量化的 Km 和 Vmax/Km 值几乎等于游离脂肪酶的值，验证了 MFL 的游离酶模拟特征。还观察到两种 MFL 的高 pH 耐受性、广泛的温度适应性、增强的热稳定性和稳定的磁分离能力。特别是，仅使用裸Fe 3 O 4 MNP 的 (FAP-M13)-Fe 3 O 4 磁性病毒水凝胶在放大的生物催化中会更加方便和经济。

示意图 1 磁性可恢复MFLs合成示意图：

图 2 MFL 的活性恢复和磁分离。

图 4 两种磁性水凝胶载体 (FAP-M13)-Fe 3 O 4 /M13-(NH 2 -Fe 3 O 4 ) 和常规载体 NH 2 - Fe 3 O 4 最大脂肪酶负载量的比较。

相关论文以题为 Virus-templated magnetic composite hydrogels for surface immobilization of mimic-free-lipase 发表在《 Nanoscale 》上。 通讯作者 是 清华大学 于慧敏研究员 。

参考文献 ：

doi.org/10.1039/D1NR03571A