双网络杂化凝胶高效固定耐热α-鼠李糖苷酶：酶活稳定性提升与工业应用潜力

本文开发了丙烯酰胺(AM)-海藻酸钠(SA)双网络杂化凝胶载体，成功固定耐热α-鼠李糖苷酶IagRha（酶活回收率93.65%）。该 immobilized enzyme（AM-SA-IagRha）在90°C半衰期达99分钟（较游离酶提升1.57倍），重复使用20次后仍保持85.63%活性，显著提升黄酮苷类（如芦丁、淫羊藿苷C）生物转化效率（产物得率最高达游离酶的2.53倍），为高温生物催化提供创新解决方案。

　　

Highlight
本研究设计了一种由丙烯酰胺(AM)和海藻酸钠(SA)组成的双网络杂化凝胶，作为耐热且可重复使用的载体，用于高效固定耐热α-鼠李糖苷酶IagRha。通过优化AM(5%)和SA(2%)比例，先进行丙烯酰胺交联构建凝胶骨架，再经Ca²⁺溶液浸泡形成SA-Ca²⁺离子键，精准调控凝胶内部孔隙结构。这种创新方法实现了93.65%的酶活回收率，并使固定化酶AM-SA-IagRha的V_max值从5.28 U/mg提升至7.06 U/mg（提升1.34倍）。

Thermostability Performance
AM-SA-IagRha在90°C下的半衰期达到99分钟，较游离酶提升1.57倍，展现出卓越的热稳定性。在4°C储存30天后仍保留90.16%酶活，重复使用20次后活性保持85.63%，突破了传统固定化酶稳定性不足的瓶颈。

Biotransformation Efficiency
在芦丁和淫羊藿苷C的转化中，固定化酶经过4次循环使用后，其产物得率分别达到游离酶的1.91倍和2.53倍。这种"高温催化-高效回收"模式显著提升了难溶性黄酮苷类底物的转化效率。

Expression Optimization
研究发现IagRha在TB培养基中无需IPTG诱导（37°C培养）即可实现最高酶活(6.32 U/mL)，这种自诱导表达体系大幅降低了生产成本。

Conclusion
该AM-SA双网络凝胶载体成功解决了单一海藻酸钠凝胶热稳定性差、丙烯酰胺凝胶传质受限等问题，为工业级高温生物转化提供了新型酶固定化平台。固定化酶展现的"三高特性"（高载量、高稳定性、高重复性）使其在制药和食品工业中具有广阔应用前景。