深共晶溶剂中蛋白质-配体相互作用的热力学与结构研究：为生物相容性介质设计提供新见解

本文系统研究了天然深共晶溶剂（NADES）对血红素蛋白（肌红蛋白Mb、过氧化氢酶CAT、辣根过氧化物酶HRP等）结构与功能的影响。通过等温滴定量热法（ITC）、圆二色谱等技术发现，中性aqNADES（如CC-GLU）能维持蛋白天然构象并增强酶活，而酸性体系（如CC-LAC）会导致蛋白失活。该研究为NADES在酶固定化、蛋白质长期保存等生物技术应用提供了理论依据。

　　

亮点（Highlights）

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  首次报道胆碱氯化物-葡萄糖（CC-GLU）和胆碱氯化物-甘油（CC-GLY）型水相深共晶溶剂（aqNADES）的密度温度依赖性
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  糖/多元醇基NADES通过熵驱动机制调节肌红蛋白（Mb）与配体结合
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  中性aqNADES（≤40 wt%）保持蛋白质二级结构，而CC-LAC引发构象解折叠
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  过氧化氢酶（CAT）在CC-GLU中活性稳定，但在CC-GLY中显著降低
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  CC-LAC导致所有测试酶活性完全丧失，揭示酸性HBD的破坏性影响

结论（Conclusion）

本研究重点揭示了aqNADES对血红素蛋白热力学、结构及功能行为的关键影响。结合热力学研究表明，NADES的组成主导配体结合的亲和力和驱动力——糖类和多元醇基体系支持熵驱动机制，而富含胆碱氯化物（CC）的环境更利于熵稳定。光谱和电泳分析证实，中等浓度（≤40 wt%）的中性aqNADES（如CC-GLU、CC-GLY）能维持蛋白质天然构象，而CC-LAC在10-80 wt%浓度范围内诱导蛋白质去稳定化。值得注意的是，酶活性分析显示出显著差异：CC-GLU在≤40 wt%浓度下能增强肌红蛋白（Mb）的过氧化物酶活性（活性保留>100%），而过氧化氢酶（CAT）活性在CC-GLU中保持稳定，在CC-GLY中则急剧下降。这些发现为理性设计基于NADES的生物技术系统（如长期蛋白质保存、酶固定化等）提供了关键理论支撑。