Enhanced Selectivity in Microdroplet-Mediated Enzyme Catalysis

化学 活动站点 选择性 电场 基质(水族馆) 辣根过氧化物酶 催化作用 酶催化 组合化学 纳米技术 光化学 有机化学 海洋学 物理 地质学 材料科学 量子力学
作者
Yinhao Li,Jiawang Ding,Wei Qin
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:146 (35): 24389-24397 被引量:22
标识
DOI:10.1021/jacs.4c06171
摘要

Natural enzymes with enhanced catalytic activity and selectivity have long been studied by tuning the microenvironment around the active site, but how to modulate the active-site electric field in a simple fashion remains challenging. Here, we demonstrate that microdroplets as a simple yet versatile reactor can enhance the electric field at the active site of an enzyme. By using horseradish peroxidase as a model, improved selectivity in microdroplet-mediated enzyme catalysis can be obtained. Quantum mechanical/molecular dynamics calculations and vibrational Stark spectroscopy reveal that the electric field at the microdroplet interface can influence the electrostatic preorganization and orientation of the enzyme to enhance its internal electric field. As a result, the free energies of the substrate and heme can be tuned by the internal electric field, thereby changing its catalytic reaction pathway for a classical substrate, 3,3',5,5'-tetramethylbenzidine, and enabling selective C-N additions for specific substrates. This finding provides a green, simple, and effective way to modulate enzyme-catalyzed reactions and holds promise for a broad spectrum of biosensing and biosynthesis applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
叶程发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
1秒前
嘤鸣发布了新的文献求助10
2秒前
gy7890622发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
VXIAO完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
一介书生应助温暖的南霜采纳,获得10
6秒前
6秒前
Hmzh完成签到,获得积分10
6秒前
psl发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
Aryy完成签到,获得积分20
8秒前
传奇3应助Piautos采纳,获得10
8秒前
9秒前
9秒前
Fortitude发布了新的文献求助10
9秒前
天天快乐应助psl采纳,获得10
10秒前
JamesPei应助南风向北采纳,获得10
12秒前
12秒前
iiirn完成签到 ,获得积分10
13秒前
14秒前
英姑应助gy7890622采纳,获得10
16秒前
17秒前
斯文败类应助甜蜜啊瑶采纳,获得30
19秒前
研友_VZG7GZ应助温暖的南霜采纳,获得10
20秒前
20秒前
Yuan88发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
李火火火完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
去内蒙的小企鹅完成签到 ,获得积分10
24秒前
24秒前
李天王完成签到,获得积分10
27秒前
赘婿应助单纯的睫毛采纳,获得10
27秒前
Summer完成签到 ,获得积分10
27秒前
27秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7753139
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9299935
关于积分的说明 20255706
捐赠科研通 7335499
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3310435
关于科研通互助平台的介绍 2461729
邀请新用户注册赠送积分活动 2323392