近日，我院年彬彬老师、胡燚教授研究团队在甾醇酯合成酶高效固定化策略开发方面取得重要进展。该团队借助分子动力学模拟等计算机辅助技术理性指导载体及修饰剂设计，精细调控酶分子-载体相互作用，并基于此开发了离子液体修饰的磁性β-环糊精以及磁性羧甲基纤维素载体，显著提升了脂肪酶的稳定性及其催化合成甾醇酯的性能，相关研究成果以“Dual role of ionic liquid modified β-Cyclodextrin in dynamic conformational regulation and substrate enrichment for improved lipase immobilization”和“Ionic liquid interface modification of magnetic carboxymethyl cellulose-immobilized lipase: improvement of lid and tunnel structures to enhance stability and catalytic performance”为题，分别发表于国际期刊《Carbohydrate Polymers》（中科院1区Top, IF=10.7）和《Chemical Engineering Journal》（中科院1区Top, IF=13.4）。药学院2022级硕士研究生吉丽燃、2021级博士研究生张伟分别为论文的第一作者，年彬彬老师和胡燚教授为通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金和国家重点研发计划项目的资助。

植物甾醇酯作为一种重要的功能性食品添加剂，因其显著的降胆固醇、调节脂质代谢、抗炎以及抗氧化活性等特性，在促进心血管健康方面发挥着重要作用。该研究团队在前期甾醇酯合成相关研究中发现，皱褶假丝酵母脂肪酶（Candida rugosa lipase，CRL）在甾醇酯合成中具有较高催化效率，然而，也存在酶成本较高、稳定性不足、重复利用性低等一系列问题；此外，该团队还发现酶分子适宜的动态构型是底物结合、过渡态稳定以及产物释放的关键因素，对其催化活性以及稳定性至关重要。鉴于此，为精细调控酶-载体相互作用网络，维持酶分子适宜的动态构型，提升其催化活性、稳定性等酶学性能，该团队设计、构建了低成本且易分离回收的磁性环糊精和磁性羧甲基纤维素新型载体，并经离子液体修饰改性，可高效实现CRL的固定化。研究结果显示，离子液体修饰后的载体，能够较好的维持其底物结合口袋以及通道结构动态构型，有利于底物锚定；β-环糊精还兼具有底物富集的作用，提高了酶催化活性中心附近底物浓度，进而提升了酶分子催化效率。该研究结果揭示了固定化过程中，酶-载体相互作用调控酶分子动态构型并影响其活性、稳定性的分子机制，为酶高效固定化载体制备提供了新思路。

作者：年彬彬（药学院） 审核：李学明