近日，我院刘爱骅教授领导的化学生物学与生物传感研究所和中科院青岛生物能源与过程研究所、法国Aix Marseille University、法国Université Grenoble-Alpes的同行合作，在《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）发表了题为“Controllable Display of Sequential Enzymes on Yeast Surface with Enhanced Biocatalytic Activity toward Efficient Enzymatic Biofuel Cells” 的研究论文（J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 3222-3230, DOI: 10.1021/jacs.9b13289）。青岛大学生命科学学院为该文的第一作者单位和第一通讯单位，刘爱骅教授、Serge Cosnier教授和Elisabeth Lojou教授为共同通讯作者。JACS为国际公认的顶级化学类综合性期刊，论文涉及化学、材料、生命科学及生物医学等诸多领域，影响因子为14.695。该研究得到了国家自然科学基金和山东省重大基础研究项目等的资助。
酶基生物燃料电池以酶为生物催化剂，通过电化学途径将生物质燃料中的化学能直接转化为电能。酶生物燃料电池反应条件温和、原料来源廉价、生物相容性好，可望作为便携式电源、植入式在体电源为人体的人造器官或可穿戴生物传感器提供能源。但是，酶生物燃料电池存在功率密度相对低、运行稳定性差和电压输出低等主要挑战。刘爱骅教授团队及其合作者将两种顺序酶--糖化酶(GA)和葡萄糖氧化酶(GOx)通过a-凝集素受体作为锚定支架和cohesin-dockerin作用，首次在酵母细胞表面构建了精确定位的酶级联。重组菌株的整体催化活性受组装方法、酶分子大小、顺序酶个数比的影响。当GA/GOx比为2:1时，总体反应速率最高。基于顺序酶可控共展示菌的阳极，他们组装了淀粉/O2酶基生物燃料电池，其性能显著优于已报道的其他淀粉/O2酶生物燃料电池。本研究提出的通过理性设计、组装顺序酶以提高生物催化活性和稳定性，在合成生物学、生物催化、生物能源、生物传感和生物电合成等领域将具有重要的应用前景。
刘爱骅教授团队长期从事微生物表面展示、抗体类似物、纳米仿酶、生化分析与生物传感、生物纳米医学和生物燃料电池等方面。该团队近年来在 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)等国际知名SCI期刊上发表论文50多篇。
原文链接：https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.9b13289
