近日，国际著名期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》（中科院一区，IF=5.7）上发表了生物与化学工程学院科研团队的最新研究成果A Self-Assembling PFD-SpyCatcher Hydrogel Scaffold for the Co-Immobilization of SpyTag-Enzymes to Facilitate the Catalysis of regulated enzymes（DOI: 10.1021/acs.jafc.4c03403）。研究生王北平为第一作者，牛福星副教授为论文通讯作者，广西科技大学生物与化学工程学院为第一单位。

生物催化的本质是酶的催化。但是目前基于酶的表达以及提高其催化活力方面依然具有挑战。化脓性链球菌来源SpyTag及SpyCatCher可以实现细胞内外的自主装并被开发用于蛋白之间的串联搭桥。通过将SpyCatCher与可形成不同纳米支架的蛋白连接，本研究发现其可以促进支架蛋白的“区域化”以形成水凝胶，加快蛋白获取的同时，还可以有效解除关键酶的底物反馈抑制。为此，基于SpyCatCher连接ɤPFD（来源詹氏甲烷球菌）纳米支架蛋白得以研究。利用无细胞蛋白代谢工程体系得出，ɤPFD-SpyCatCher水凝胶可以按照1：1最大摩尔比共固定化SpyTag-Enzymes。以糖酵解途径关键酶（HK/PFK/PK）为例，在相同酶量情况下，共固定化的关键酶可促进糖酵解途径催化效率同比提高43%，78%以及47%。这些发现表明，基于 ɤPFD -SpyCatcher 的水凝胶在打破调节酶的障碍方面发挥着重要作用，并将为合成生物学的发展提供更多策略（图1）。

图1 基于 ɤPFD -SpyCatcher 水凝胶的共固定化酶体系

该工作得到了国家自然科学基金（No. 32260246）、中央引导地方科技发展专项（No. ZY22096007）以及广西科技计划项目（No. AD22080011）支持。

论文作者：王北平，尹雪，黄明月，李天燕，龙秀锋，黎娅，牛福星（通讯作者）。

牛福星，博士，副教授，硕士生导师，兼职（联培）博士生导师，广西科技大学“3331”人才，生物工程专业学科带头人，广西科技评审专家，广西科协智库专家，广西柳州科技评审专家，广西微生物学会理事。研究方向：合成生物学。目前主持在研国家自然科学基金1项，中央引导地方科技发展专项1项，广西科技计划项目1项，横向课题2项。近五年以第一作者或通讯作者在国际期刊发表中科院一区SCI论文5篇。

论文连接：https://doi.org/10.1021/acs.jafc.4c03403