近日，由我组撰写的专题综述 “Towards Efficient Chemical Synthesis via Engineering Enzyme Catalysis in Biomimetic Nanoreactors” (Jia Liu, Qihua Yang, and Can Li, Chem. Commun., 2015, 51, 13731-13739.) 在Chemical Communications上发表，并被选为当期封面文章。
长期以来，研究者们对酶这种高催化活性、高选择性及反应条件温和的生物催化剂给予厚望，认为其有希望取代传统化学催化剂实现高效绿色催化转化。但是，如何在生物体外维持细胞内酶分子本征的优异催化性能是将生物催化剂应用于实际化工生产的一大挑战。针对这一难题，我组提出了“在载体纳米孔内模拟细胞内酶分子的微环境”的解决方案，并围绕这一构想从2003起开展了一系列研究工作，相关成果相继在Chem. Sci.、 Chem. Commun.、 Chem. Eur. J.、 Langmuir等杂志上发表。
本专题综述比较系统地总结了我组在构建高效生物催化剂方面的研究进展，并重点阐述了在载体纳米孔内模拟细胞内酶分子工作环境及工作模式的重要性。研究结果表明，以细胞内微环境为指导，通过特定有机物、聚合物对介孔氧化硅载体进行修饰，可从化学性质及物理性质两方面对纳米孔内酶分子的微环境进行优化，从而显著提高酶在生物体外的催化活性及稳定性。此外，将多种酶或酶与其他催化物种同时限域在纳米孔内催化串联反应，可对细胞内酶分子协同催化的工作方式实现有效模拟，从而进一步提高催化效率。该综述文章中提出的观点得到了国际同行的认可与肯定， 发表后被Faculty of 1000推荐为本领域具有特殊重要意义的论文（“of special significance in its field”）。
本工作得到了国家自然科学基金及中国科学院重点资助项目的支持。 （文/图 刘佳）
