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由于分光光度法存在局限，测定氧化还原酶动力学参数颇具挑战。研究人员结合电化学与酶学原理，通过 Nernst-Michaelis-Menten 理论框架展开研究。用该方法测定漆酶底物动力学参数精准，还能分析难测底物，为酶表征提供有力工具。
在生物催化的奇妙世界里，漆酶（Laccases，EC 1.10.3.2：p - 二酚氧化酶）可是一位 “多面手”。它是一种多功能的多铜氧化还原酶，能催化众多酚类和非酚类底物的单电子氧化，同时把分子氧还原成水。自 1883 年在漆树中被发现后，人们逐渐认识到它广泛存在于真菌、细菌甚至昆虫体内。凭借其多样的底物特异性，漆酶在生物炼制、食品加工、纺织、生物传感器和生物修复等领域大显身手。
不过，想要让漆酶在复杂的工业过程中充分发挥作用，仅仅知道它的活性可不够，还得深入了解其动力学参数。这不仅能帮助我们洞悉漆酶在生物体中的工作机制，还能助力调整反应条件、探究抑制机制。但目前测定漆酶反应动力学的方法却不尽人意，分光光度法最为常用，可它依赖有色氧化产物的生成来监测反应，很多底物天然无色，非发色底物就得另寻检测方法。虽然也有傅里叶变换红外光谱、荧光法、量热法等其他手段，但精准监测漆酶反应动力学依旧困难重重。
为了解决这些难题，来自国外的研究人员开展了一项重要研究。他们另辟蹊径，将电化学与酶学原理相结合，构建了全新的 Nernst-Michaelis-Menten 理论框架。研究结果表明，利用该框架结合计时电位法（chrono potentiometry），可以精确测定漆酶底物的动力学参数，无论是发色底物 2,2'- 叠氮基双 (3 - 乙基苯并噻唑啉 - 6 - 磺酸)（ABTS），还是非发色底物对苯二酚（hydroquinone）都不在话下，而且该方法酶用量少、分析速度快。这一成果为酶动力学研究提供了新的范式，拓展了可分析的酶系统范围，在《Bioelectrochemistry》发表，意义重大。
研究人员在研究中主要运用了以下关键技术方法：一是采用计时电位法，让溶液中的游离酶参与反应，避免蛋白质 - 电极相互作用带来的数据干扰；二是通过构建 Nernst-Michaelis-Menten 理论框架，将描述电化学平衡的能斯特方程（Nernst equation）与米氏动力学（Michaelis-Menten kinetics）相结合，为精确测定酶动力学参数奠定理论基础。
结合电化学和酶学的新理论框架
1913 年，Leonor Michaelis 和 Maud Leonora Menten 提出了酶催化底物转化为产物的两步反应机制，涉及酶 - 底物复合物这一反应中间体。在此基础上，研究人员构建了 Nernst-Michaelis-Menten 框架，为研究漆酶动力学提供了理论支持。
电化学测定标准电位
准确测定氧化还原电对的标准电位（E0′）是监测酶对电活性底物动力学的关键。标准电位（E0）是在理想条件下定义的，而标准电位（E0′）则考虑了实际的化学和物理环境，研究人员通过选择合适的伏安法来优化其测定的准确性。
研究结论与讨论
这项研究成功地将计时电位法确立为一种强大且通用的漆酶动力学检测工具。通过零电流测量，克服了分光光度法的局限性。用 ABTS 验证时，得到的动力学参数与传统检测方法高度吻合，并且还成功应用于对苯二酚这种光学技术难以检测的非发色底物。这一成果不仅解决了之前难以分析某些底物的问题，还为其他氧化还原酶的研究开辟了新道路，为酶的表征提供了有力的新工具，推动了酶学研究向更深入、更全面的方向发展，在生命科学和生物工程领域具有广阔的应用前景。
