科学家通过DNA纳米笼技术提高酶反应效率

2016年2月10日，美国亚利桑那州立大学生物设计研究所研究人员发表于《自然-通讯》的论文称其通过构建DNA纳米笼将酶分封起来以提高酶的活性和稳定性，抵御蛋白酶的降解，从而显著加快生命过程中必不可少的生化反应。该成果将对提高工业效率、开拓新的医学诊断技术、指导靶向给药和生产智能材料、生物材料等多个领域产生深远影响。此外，还为研究细胞组织和新陈代谢提供新的视角。

经研究人员设计，纳米笼由几段DNA通过自组装形成，通过人为控制化学计量学和结构体系方面的参数，从而可系统研究包封和近端聚阴离子表面两个因素对一组常见的代谢酶的影响。实验证明在纳米笼中对酶-底物对活性产生影响的主要是笼中独特的电荷环境而非酶与底物的接近。研究人员认为包封在密集DNA笼中的酶显示出较高活性是其处在高度有序的高密度水环境而导致的结果。与游离酶相比，包封在纳米笼中的酶活性增加了4-10倍。包封后酶的周转率（每秒化学转化底物分子的最大值）与其大小呈负相关，越小的酶具有越快的周转率。

上述将酶包封在纳米笼中的方法为修饰酶及其底物分子所处的周边环境提供了新的分子工具，同时也开启了未来智能材料和生物材料领域的新应用，如用于递送各种治疗制剂的可编程纳米级笼等。

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