Polymeric Core-shell Architectures to Adapt Biocatalytically Active Enzymes in Non-aqueous Media with Enhanced Performance
聚合物核壳结构可适应非水介质中的生物催化活性酶并增强性能
基本信息
- 批准号:277012812
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Research Grants
- 财政年份:2015
- 资助国家:德国
- 起止时间:2014-12-31 至 2017-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The project aims at the construction of polymeric core-shell nanoparticles that consist of a hydrophilic interior and a hydrophobic shell for the encapsulation of functional enzymes as well as subsequent transferring them into organic media with enhanced catalytic performance. For this purpose, on one hand, I will stepwise build up the system - from the establishment of a stable polymer shell to the formation of a mechanically strong and biologically compatible core matrix. The shell will be formed by synthetic block copolymers for the formation of water-in-oil (w/o) emulsions and subsequent cross-linking, where the correlation of shell stability to polymer properties will be learned. The interior core networks will be further generated with biocompatible materials in order to stabilize enzymes and improve the mechanical strength of the whole matrix. On the other hand, I will repeatedly evaluate and optimize the system towards the enhanced enzymatic performance (e.g. enzyme activity, stability, and reusability) using three enzymes from distinct, synthetically important classes, namely lipase B from Candida antarctica (CalB), benzaldehyde lyase from Pseudomonas fluorescens (BAL), and carbonyl reductase from Candida parapsilosis (CPCR2) - at all stages of the project. With such optimization, general knowledge shall be finally provided to improve biocatalysis in solvents by the tailored design of the polymeric hydrophobicity and microenvironmental biocompatibility of core-shell platform. Furthermore, the system will be physically characterized with diverse microscopes and quantitatively assessed by enzyme kinetics, which can further help us get insights into the relevance of carrier properties (e.g. sizes, swelling behavior, and substance precipitation) to the mass transfer during catalysis. As an ultimate goal, I will apply the optimal core-shell capsules to demonstrate its possibility for enzymatic synthesis of chiral compounds in solvents, in hopes to arise more interests in the field of asymmetric synthesis by the encapsulated enzymes with rational design of polymeric networks.
该项目旨在构建由亲水内部和疏水外壳组成的聚合物核壳纳米粒子,用于封装功能酶,以及随后将其转移到具有增强催化性能的有机介质中。为此,一方面,我将逐步构建系统——从建立稳定的聚合物壳到形成机械坚固且生物相容的核心基质。壳将由合成嵌段共聚物形成,用于形成油包水(w/o)乳液和随后的交联,其中将了解壳稳定性与聚合物性能的相关性。内部核心网络将进一步用生物相容性材料生成,以稳定酶并提高整个基质的机械强度。另一方面,我将使用来自不同的合成重要类别的三种酶,即来自南极假丝酵母 (CalB) 的脂肪酶 B (CalB)、来自荧光假单胞菌 (BAL) 的苯甲醛裂解酶和来自近平滑假丝酵母 (Candida parapsilosis) 的羰基还原酶,反复评估和优化系统,以增强酶性能(例如酶活性、稳定性和可重复使用性) (CPCR2) - 在项目的所有阶段。通过这种优化,最终将提供一般知识,通过核壳平台的聚合物疏水性和微环境生物相容性的定制设计来改善溶剂中的生物催化。此外,该系统将通过不同的显微镜进行物理表征,并通过酶动力学进行定量评估,这可以进一步帮助我们深入了解载体特性(例如尺寸、膨胀行为和物质沉淀)与催化过程中传质的相关性。作为最终目标,我将应用最佳的核壳胶囊来证明其在溶剂中酶法合成手性化合物的可能性,希望通过合理设计聚合物网络来引起人们对胶囊化酶的不对称合成领域的更多兴趣。
项目成果
期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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Dr. Changzhu Wu, Ph.D.其他文献
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