蛋白质的单分子包埋厉瑾1宋锡瑾1*徐佳音1王杰2(浙江大学1化学工程与生物工程系;2化学系杭州310027)厉瑾女，24岁，硕士生。*联系人，E-mail:xjsong@zju.edu.cn国家自然科学基金项目(20276067)资助2010-04-01收稿，2010-08-19接受摘要单分子包埋是一种高效的蛋白质包埋新方法。蛋白质的单分子包埋是利用蛋白质上的某些基团可以与修饰剂反应的特点，将蛋白质先与修饰剂反应，再进行单个蛋白质分子的包埋。该方法获得的蛋白质单分子包埋颗粒粒径处于纳米尺寸范围，外壳的材料层薄至几到几十纳米。本文介绍了蛋白质的单分子包埋的原理及目前蛋白质单分子包埋的主要方法，包括共价结合包埋法、吸附包埋法。蛋白质的单分子包埋能有效地提高蛋白质的活性稳定性、热稳定性及其在有机相中的稳定性等性能，从而扩大了蛋白质在药物制备、生物燃料电池、微反应器等方面的应用。关键词蛋白质酶单分子包埋TheencapsulationofsingleproteinLiJin1，SongXijin1*，XuJiayin1，WangJie2(1DepartmentofChemicalandBiologicalEngineering，2DepartmentofChemistry，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027)AbstractTheencapsulationofsingleproteinisaneweffectiveapproach.Theproteinreactswithmodifiertoformsingleproteinbyencapsulation.Thesizesofthesesingleproteinparticlesrangeofnanometersandeachproteinmoleculeissurroundedwithananoscalenetwork.Thisreviewdescribesthemechanismsandmethodsofencapsulation，includingcovalentbindingandadsorption.Theseapproachesimprovetheabilitiesoftheproteins，suchasstability，thermalstabilityandthestabilityinorganicsolvents，thusenhancetheapplicationsoftheproteins，suchasproteindrugs，biofuelcellsandmicroreactors.KeywordsProtein，Enzyme，Singlemolecule，Encapsulation蛋白质是生物体内最重要的生物大分子之一，它的生物活性是由其特定的化学结构和空间结构决定的，然而这些结构极易变形或被破坏，从而影响蛋白质的应用。自20世纪50年代以来，蛋白质结构和生物学功能关系研究的开展，使得蛋白质包埋研究逐渐成为热点［1］。自70年代开始，有关用合成有机物进行蛋白质包埋的研究报道越来越多［2，3］，蛋白质包埋能稳定蛋白质的结构甚至创造天然蛋白质所不具备的某些优良特性，扩大蛋白质的应用领域，促进生物技术的发展［4］。单分子包埋是一种新兴的蛋白质包埋方法，相对于传统包埋方法而言，由于每个有机/无机多孔材料形成的网络中心只有单个蛋白分子［5］，使得单个蛋白分子接触底物的机会达到最高，而且蛋白质分子外层的网格结构往往制成纳米级厚度，这样大大克服了传质阻力，使单分子包埋的蛋白质的活性和稳定性得到极大的提高，从而使单分子包埋蛋白质的应用范围扩大到药物制备、生物燃料电池及微反应器等领域。目前已经成功获得了一些单分子包埋的蛋白质，如α-胰凝乳蛋白酶、辣根过氧化物酶、脂肪酶、血红蛋白、葡萄糖氧化酶等(见表1)。·01·化学通报2011年第74卷第1期http://www.hxtb.org表1一些蛋白质的单分子包埋Tab.1Theencapsulationofsomeproteinswithsinglemolecule蛋白质方法反应基团包埋材料参考文献α-胰凝乳蛋白酶(CT)共价结合丙烯酰氯与氨基甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷［6］胰蛋白酶(TR)共价结合丙烯酰氯与氨基甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷［6］辣根过氧化物酶(HRP)共价结合N-丙烯酰氧基琥珀酰亚胺与氨基丙烯酰胺和N，N’-亚甲基二丙烯酰胺［7］牛碳酸酐酶(BCA)共价结合N-丙烯酰氧基琥珀酰亚胺与氨基丙烯酰胺和N，N’-亚甲基二丙烯酰胺［8］脂肪酶共价结合N-丙烯酰氧基琥珀酰亚胺与氨基丙烯酰胺e［9，10］半胱氨酸蛋白酶-3(CP3)吸附丙烯酰胺，N-(3-氨丙基)-甲基丙烯酰胺与氨基二丙烯酰氧基化Val-Asp-Glu-Val-Asp-Thr-Lys［11］增强型绿色荧光蛋白(EGFP)吸附丙烯酰胺，甲基丙烯酸2-二甲氨基乙基酯与氨基二甲基丙烯酸亚甲基二丙烯酰氨或甘油酯［12］辣根过氧化物酶(HRP)吸附丙烯酰胺，甲基丙烯酸2-二甲氨基乙基酯与氨基二甲基丙烯酸亚甲基二丙烯酰氨或甘油酯［12］牛血清蛋白(BSA)吸附丙烯酰胺，甲基丙烯酸2-...
