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针对 CLEA 技术中酶聚集体不规则空隙限制交联过程的问题，研究人员开发 HPCLEAs。通过原位形成超支化聚合物实现空隙适配交联，结合 TEMPO 实现醇类高效氧化，催化剂可重复使用 4 次，为 chemoenzymatic 催化设计提供新途径。
在生物催化领域，酶固定化技术一直是提升酶稳定性与可重复利用性的核心方向。传统交联酶聚集体（CLEA）技术虽实现了无载体固定化，但酶聚集体内部不规则空隙导致交联剂（如戊二醛）难以均匀作用，限制了交联效率与催化性能的调控。如何让交联过程更好地适应复杂的空隙结构，同时实现多组分催化剂的协同作用，成为困扰研究者的关键问题。
为突破这一技术瓶颈，国内研究团队开展了超支化聚合物交联漆酶聚集体（HPCLEAs）的创新研究。该团队通过在漆酶聚集体空隙内原位生成超支化聚合物，构建了能自适应空隙结构的交联网络，并进一步将 2,2,6,6 - 四甲基 - 1 - 哌啶 - N - 氧自由基（TEMPO）引入体系，实现了酶与分子催化剂的协同催化。相关成果发表在《Enzyme and Microbial Technology》，为无载体固定化技术的发展提供了新思路。
主要关键技术方法
研究采用迈克尔加成反应实现超支化聚合物的原位交联，利用三羟甲基丙烷三丙烯酸酯等多官能团单体与漆酶氨基酸残基（如氨基、巯基）反应形成交联网络。通过引入 4 - 氨基 - TEMPO，借助氮杂迈克尔加成反应将其锚定在超支化聚合物表面，构建 HPCLEA-T 复合催化剂。实验通过考察交联时间、温度及单体浓度对酶活性的影响优化制备条件，并利用扫描电镜观察聚集体形貌（尺寸约 2–10 μm）。
研究结果
超支化聚合物交联策略的优势
与传统戊二醛交联相比，超支化聚合物可通过多官能团与漆酶的胺、硫醇等基团反应，提供更多交联位点。优化条件下，HPCLEAs 保留了 99% 的初始酶活性，显著高于传统交联剂的活性保留率。超支化结构的内部空隙还促进了底物扩散，其可调节的聚合物链结构为催化性能调控提供了可能。
TEMPO 协同催化的高效性
将 TEMPO 引入 HPCLEAs 后，漆酶与 TEMPO 的空间 proximity 效应显著提升了醇类好氧氧化效率。以苄醇氧化为例，HPCLEA-T 体系在水相中实现了高效转化，证明了无载体共固定化策略的可行性。这种邻近效应避免了传统载体固定化中催化剂分散导致的协同效率低下问题。
催化剂的可重复利用性
HPCLEA-T 催化剂经简单离心即可回收，重复使用 4 次后活性仅轻微下降。其不规则形貌与适度机械强度保证了循环过程中的结构稳定性，克服了传统 CLEAs 机械性能不足的缺陷。
研究结论与意义
该研究开发的空隙自适应交联策略，通过超支化聚合物的原位形成，解决了 CLEA 技术中交联不均匀的核心问题，同时实现了酶与小分子催化剂的共固定化。HPCLEAs 兼具高活性保留、可调控催化性能及良好重复利用性，为设计复杂生物催化体系提供了通用方法。特别是 TEMPO 的引入拓展了漆酶在好氧氧化反应中的应用场景，为有机合成与绿色化学提供了新型生物催化剂。该工作不仅深化了对无载体固定化机制的理解，也为 chemoenzymatic 催化领域中多组分体系的构建开辟了新路径，有望在精细化工、制药等领域推动生物催化技术的实际应用。
