Zeitschrift für Thermodynamik und Katalyse
Offener Zugang

Abstrakt

Auf Stellate MSN basierender Dual-Enzym-Nano-Biokatalysator für die Kaskadenumwandlung von Nicht-Lebensmittelrohstoffen in Lebensmittel

Hao-Hsin Chi, Daniela R Radu, Geraldine Dezayas, Miranda Penney und Cheng-Yu Lai

Hier wird die erfolgreiche Demonstration eines Tandem-Enzymkatalysators berichtet, der eine Plattform aus sternförmigen makroporösen Silica-Nanosphären (Stellate MSN) als dualen Enzymwirt verwendet. Bei gleichzeitiger Beladung ihrer porösen Struktur mit Beta-Glucosidase und Glucoseisomerase zeigen Stellate MSNs, die eine hierarchische Porenanordnung und eine große Oberfläche aufweisen, die Fähigkeit, eine Kaskadenreaktion durchzuführen, die Cellobiose, ein Produkt der Zellulosehydrolyse, in Glucose und weiter in Fructose umwandelt. Die Silica-Plattform bietet eine Modalität für die Substratkanalisierung, die die Übertragung des Kaskadenzwischenprodukts Glucose auf das nächste Enzym beinhaltet, ohne dass es zuerst in die Masse diffundiert. Ein wichtiger Aspekt dieses Proof-of-Concept ist das Zwei-Enzym-System, das in einem optimierten pH-Bereich arbeitet, um zur Funktionsweise beider Enzyme zu passen. Das Konzept könnte auf andere Enzym-Tandems extrapoliert werden und könnte enzymatische Prozesse, die Transformationen mit mehreren Katalysatoren und in einem Topf erfordern, dramatisch beeinflussen.