[发明专利]金属有机骨架材料-酶复合物及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及固定化酶技术领域，具体而言，涉及一种金属有机骨架材料‑酶复合物及其制备方法和应用。金属有机骨架材料‑酶复合物的制备方法包括以下步骤：将抗氧化酶、过渡金属离子及有机配体溶于溶剂中进行共沉淀反应，抗氧化酶选自超氧化物歧化酶与过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶或辣根过氧化物酶的组合酶，或谷胱甘肽还原酶与谷胱甘肽过氧化物酶、葡萄糖脱氢酶或乙醇脱氢酶的组合酶，过渡金属离子来源于可溶性金属盐，有机配体为咪唑类化合物。所述金属有机骨架材料‑酶复合物具有强活性氧清除能力。

技术领域

本发明涉及固定化酶技术领域，具体而言，涉及一种金属有机骨架材料-酶复合物及其制备方法和应用。

背景技术

活性氧(ROS)是体内代谢循环的正常产物，包括超氧根离子、过氧化氢、羟基自由基、单线态氧等氧的电子还原产物，在代谢、免疫、信号传导过程中起着重要作用。人体内存在一个复杂的抗氧化共生环以维持正常生理条件下活性氧水平，包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)、谷胱甘肽还原酶(GR)等酶类物质，以及维生素C、维生素E、辅酶Q、谷胱甘肽(GSH)、类黄酮等非酶类小分子。但当机体暴露在特定环境或毒害物质中时，会产生过量活性氧，对脂质、DNA、蛋白质等生物大分子带来“氧化应激”危害，破坏细胞正常结构及功能，甚至导致帕金森综合症、癌症等各种疾病的产生。

与牺牲型小分子相比，酶类抗氧化剂作为催化剂而非反应物参与进程，反应过程中理论上不消耗。与金属颗粒或金属氧化物相比，酶类物质则具有相对更高的安全性和生物相容性，是抗氧化剂的优选。但游离酶在体内外环境中易遭受各种物理、化学降解而失活，且带负电荷的蛋白质难以进入由磷脂双分子层包裹的细胞质内部发挥功能。

发明内容

基于此，本发明提供了一种具有强活性氧清除能力的金属有机骨架材料-酶复合物及其制备方法和应用。

本发明一方面，提供一种金属有机骨架材料-酶复合物的制备方法，包括以下步骤：

将抗氧化酶、过渡金属离子及有机配体溶于溶剂中进行共沉淀反应；

所述抗氧化酶选自超氧化物歧化酶与过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶或辣根过氧化物酶的组合酶，或谷胱甘肽还原酶与谷胱甘肽过氧化物酶、葡萄糖脱氢酶或乙醇脱氢酶的组合酶；

所述过渡金属离子为可溶性金属盐，所述有机配体为咪唑类化合物。

本发明一方面，还提供一种上述所述的制备方法制得的金属有机骨架材料-酶复合物。

本发明另一方面，进一步提供一种含有上述所述的金属有机骨架材料-酶复合物的日化用品、食品、医药材料或药品。

本发明提供的金属有机骨架材料-酶复合物具有依赖于pH的蛋白质释放机制，同时依赖于质子海绵效应，摄入细胞后能够有效从偏酸性的内涵体逃逸，使抗氧化酶在细胞质发挥清除活性氧的功能。而且金属有机骨架材料-酶复合物具有较好的稳定性与分散性，并能通过简单的分离后进行回收再利用，且能够经过多次重复使用后仍能保持较高的催化活力。

另外，本发明所用的共沉淀法便捷简单，极大地减少了实验合成的成本，且可批量化制备。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1中制得的金属有机骨架材料-酶复合物的扫描电镜图；

图2为本发明实施例1中制得的金属有机骨架材料-酶复合物的热重分析曲线；

图3为本发明实施例1中制得的金属有机骨架材料-酶复合物在不同pH条件下的蛋白释放曲线；