新聞網訊 近日，我校生命科學學院劉愛驊教授領導的化學生物學與生物傳感研究所和中科院青島生物能源與過程研究所、法國Aix Marseille University、法國Université Grenoble-Alpes的同行合作，在《美國化學會志》（Journal of the American Chemical Society）發表了題為「Controllable Display of Sequential Enzymes on Yeast Surface with Enhanced Biocatalytic Activity toward Efficient Enzymatic Biofuel Cells」 的研究論文（J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 3222-3230, DOI: 10.1021/jacs.9b13289）。青島大學生命科學學院為該文的第一作者單位和第一通訊單位，劉愛驊教授、Serge Cosnier教授和Elisabeth Lojou教授為共同通訊作者。JACS為國際公認的頂級化學類綜合性期刊，論文涉及化學、材料、生命科學及生物醫學等諸多領域，影響因子為14.695。該研究得到了國家自然科學基金和山東省重大基礎研究項目等的資助。
酶基生物燃料電池以酶為生物催化劑，通過電化學途徑將生物質燃料中的化學能直接轉化為電能。酶生物燃料電池反應條件溫和、原料來源廉價、生物相容性好，可望作為可攜式電源、植入式在體電源為人體的人造器官或可穿戴生物傳感器提供能源。但是，酶生物燃料電池存在功率密度相對低、運行穩定性差和電壓輸出低等主要挑戰。劉愛驊教授團隊及其合作者將兩種順序酶--糖化酶(GA)和葡萄糖氧化酶(GOx)通過a-凝集素受體作為錨定支架和cohesin-dockerin作用，首次在酵母細胞表面構建了精確定位的酶級聯。重組菌株的整體催化活性受組裝方法、酶分子大小、順序酶個數比的影響。當GA/GOx比為2:1時，總體反應速率最高。基於順序酶可控共展示菌的陽極，他們組裝了澱粉/O2酶基生物燃料電池，其性能顯著優於已報導的其他澱粉/O2酶生物燃料電池。本研究提出的通過理性設計、組裝順序酶以提高生物催化活性和穩定性，在合成生物學、生物催化、生物能源、生物傳感和生物電合成等領域將具有重要的應用前景。
劉愛驊教授團隊長期從事微生物表面展示、抗體類似物、納米仿酶、生化分析與生物傳感、生物納米醫學和生物燃料電池等方面。該團隊近年來在 Chemical Reviews (2019, 119, 9509−9558)、Applied Catalysis B: Environmental (2019, 256, 117852)、Biosensors & Bioelectronics (2018, 106, 1–6)、Chemical Communications (2017,53, 5216–5219)、ACS Applied Materials & Interfaces (2017, 9, 6894–6901)、Electrochimica Acta (2017, 245, 303–308)、Enzyme and Microbial Technology (2016, 84, 78–85)、Bioresource Technology (2015, 192, 821–825)、Analytical Chemistry (2015, 87, 3382−3387)等國際知名SCI期刊上發表論文50多篇。
原文連結：https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.9b13289