酶定向固定化方法及應用的研究進展

李存存，張光亞

（華僑大學化工學院，福建 廈門 361021）

傳統酶固定化一般認為是通過酶分子上的氨基酸殘基（如賴氨酸殘基）隨機固定在載體上，這可能會導致酶多個位點和載體結合，破壞了酶天然構象或者出現位阻障礙而妨礙底物進入到酶的活性位點，最終使固定化酶活性大幅度下降[1-3]。Hernandez等[4]認為傳統的固定方法并不是完全隨機的固定而可能是目標蛋白取向很難改變，蛋白質固定化方向難以把握。邵文海等[5]認為酶分子不適合的空間取向使得與底物發生鄰近定向效應受阻，催化作用減弱。而定向固定能夠按照設定的位置把酶固定在載體上，這更有利于保護酶催化功能，具有更重要的研究與應用價值。采用定向固定化的方法固定化酶，可使酶特定位點直接[6-7]或間接[8-9]與載體結合，酶活性位點位于載體外側，天然構象基本保持不變，有利于底物進入到酶活性位點，顯著提高固定化酶的活力。如Holland等[10]將乙醛/酮還原酶AKR1A1（EC 1.1.1.2）連接一段生物素標簽后，定向固定在帶有鏈霉親和素的載體上，固定化酶活性比隨機固定提高了60～300倍，4℃條件下儲存，7天后酶活保持不變，50天后的酶活仍保持35%，穩定性很好。

目前發展的定向固定化方法主要有：非共價定向固定，主要是抗體與抗原，親和素/鏈霉親和素與生物素以及組氨酸標簽與 Co2+/Ni2+之間的親和作用；共價定向固定，主要是通過半胱氨酸殘基上的巰基與載體直接或間接作用。

本文主要綜述了酶的定向固定方法，并把其與傳統固定化進行了比較，簡述了定向固定化酶在生物傳感器、分子識別、酶生物燃料電池及酶純化方面等領域的應用。……