ミセル制御の細孔サイズを備えた金属アゾレートフレームワークにカプセル化された酵素による高度なエナンチオ選択的触媒

金属有機フレームワーク内の酵素をカプセル化することで、触媒の構造的安定性と界面の調整性が向上しました。ただし、フレームワークの小さな開口部は、それらの効果を小さな有機分子に制限します。ここでは、キラル分子の触媒非対称合成のために酵素を可能にするMAF-6の水性合成のために、可視リンカーミセルによって指示された緑色の戦略を提示します。大きな細孔口（7.6Å）、ベンチマークZIF-8（3.4Å）の開口サイズの2倍のため、MAF-6により、カプセル化された酵素BCLがより大きな基質にアクセスし、より速くすることができます。合成中の界面活性剤の効果の最適化を通じて、BCL@MAF-6-SDS（SDS =ドデシル硫酸ナトリウム）は、BCL@ZIF-8の420倍の触媒効率（KCAT/km）を示しました。このバイオコンポジットは、94〜99％のエナンチオ選択性とほぼ定量的収率で薬物前駆体分子の合成を効率的に触媒しました。これらの発見は、MOFにおける酵素のde novo合成カプセル化のより深い理解を表しているため、有機物と医薬品の非対称合成のための酵素@maf触媒の大きな可能性を展開します。

Encapsulating enzymes within metal-organic frameworks has enhanced their structural stability and interface tunability for catalysis. However, the small apertures of the frameworks restrict their effectiveness to small organic molecules. Herein, we present a green strategy directed by visible linker micelles for the aqueous synthesis of MAF-6 that enables enzymes for the catalytic asymmetric synthesis of chiral molecules. Due to the large pore aperture (7.6 Å), double the aperture size of benchmark ZIF-8 (3.4 Å), MAF-6 allows encapsulated enzyme BCL to access larger substrates and do so faster. Through the optimization of surfactants' effect during synthesis, BCL@MAF-6-SDS (SDS = sodium dodecyl sulfate) displayed a catalytic efficiency (Kcat/Km) that was 420 times greater than that of BCL@ZIF-8. This biocomposite efficiently catalyzed the synthesis of drug precursor molecules with 94-99% enantioselectivity and nearly quantitative yields. These findings represent a deeper understanding of de novo synthetic encapsulation of enzyme in MOFs, thereby unfolding the great potential of enzyme@MAF catalysts for asymmetric synthesis of organics and pharmaceuticals.