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Merck

Stable metal-organic frameworks containing single-molecule traps for enzyme encapsulation.

Nature communications (2015-01-20)
Dawei Feng, Tian-Fu Liu, Jie Su, Mathieu Bosch, Zhangwen Wei, Wei Wan, Daqiang Yuan, Ying-Pin Chen, Xuan Wang, Kecheng Wang, Xizhen Lian, Zhi-Yuan Gu, Jihye Park, Xiaodong Zou, Hong-Cai Zhou
RÉSUMÉ

Enzymatic catalytic processes possess great potential in chemical manufacturing, including pharmaceuticals, fuel production and food processing. However, the engineering of enzymes is severely hampered due to their low operational stability and difficulty of reuse. Here, we develop a series of stable metal-organic frameworks with rationally designed ultra-large mesoporous cages as single-molecule traps (SMTs) for enzyme encapsulation. With a high concentration of mesoporous cages as SMTs, PCN-333(Al) encapsulates three enzymes with record-high loadings and recyclability. Immobilized enzymes that most likely undergo single-enzyme encapsulation (SEE) show smaller Km than free enzymes while maintaining comparable catalytic efficiency. Under harsh conditions, the enzyme in SEE exhibits better performance than free enzyme, showing the effectiveness of SEE in preventing enzyme aggregation or denaturation. With extraordinarily large pore size and excellent chemical stability, PCN-333 may be of interest not only for enzyme encapsulation, but also for entrapment of other nanoscaled functional moieties.

MATÉRIAUX
Numéro du produit
Marque
Description du produit

Sigma-Aldrich
N,N-Diméthylformamide, ACS reagent, ≥99.8%
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Sigma-Aldrich
Acide nitrique, ACS reagent, 70%
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Sigma-Aldrich
N,N-Diméthylformamide, suitable for HPLC, ≥99.9%
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Sigma-Aldrich
N,N-Diméthylformamide, anhydrous, 99.8%
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Sigma-Aldrich
Acide nitrique, 70%, purified by redistillation, ≥99.999% trace metals basis
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Sigma-Aldrich
N,N-Diméthylformamide, puriss. p.a., ACS reagent, reag. Ph. Eur., ≥99.8% (GC)
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Sigma-Aldrich
Acide nitrique, puriss. p.a., 65.0-67.0%
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Sigma-Aldrich
N,N-Diméthylformamide, ReagentPlus®, ≥99%
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Sigma-Aldrich
N,N-Diméthylformamide, Molecular Biology, ≥99%
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Sigma-Aldrich
Acide nitrique, red, fuming, HNO3 >90 %
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Sigma-Aldrich
Acide nitrique, puriss. p.a., reag. ISO, reag. Ph. Eur., ≥65%
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Sigma-Aldrich
N,N-Diméthylformamide, biotech. grade, ≥99.9%
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Sigma-Aldrich
Acide nitrique, puriss. p.a., ≥65% (T)
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Supelco
Acide nitrique solution, 0.1 M HNO3 in water (0.1N), eluent concentrate for IC
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Sigma-Aldrich
Acide nitrique, ACS reagent, ≥90.0%
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Supelco
Diméthylformamide, Pharmaceutical Secondary Standard; Certified Reference Material
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Supelco
N,N-Diméthylformamide, analytical standard
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Sigma-Aldrich
Nitric-14N acid solution, ~10 N in H2O, 99.99 atom % 14N
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