图1. (a) RCC3的质子化与去质子化；(b) RCC3介导的pH响应性可逆蛋白质自组装用于酶固定化。

图2. CalAmDH与RCC3的自组装。(a) RCC3的pH响应性可逆溶解的照片。(b) CalAmDH与RCC3的pH响应性自组装的照片。(c) 冻干CalAmDH@RCC3的扫描电子显微镜（SEM）图像。(d) 冻干CalAmDH@RCC3的透射电子显微镜（TEM）图像。(e) CalAmDH@RCC3的能量色散X射线（EDX）元素映射谱。(f) CalAmDH@RCC3的共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）图像。(g) RCC3、CalAmDH和CalAmDH@RCC3的傅里叶变换红外光谱（FTIR）。(h) 脱溶RCC3和CalAmDH@RCC3的X射线衍射（XRD）图谱。(i) 从CalAmDH@RCC3中回收RCC3的过程。

图3. CalAmDH@RCC3的多性能增强。(a) 不同蛋白质浓度下CalAmDH@RCC3的蛋白质负载量和回收率。(b) 不同RCC3/CalAmDH质量比下CalAmDH@RCC3对底物1a的相对活性。(c) CalAmDH和CalAmDH@RCC3对底物1−3a的比活性。(d) 在NH4Cl/NH4OH缓冲液中，35 °C反应2小时，游离CalAmDH和CalAmDH@RCC3催化底物1−3a还原胺化的反应转化率。(e) 50 °C下、(f) pH = 12条件下以及(g) 存在30%（体积分数）有机溶剂时，游离CalAmDH和CalAmDH@RCC3的稳定性。(h) 不同载体和方法制备的固定化CalAmDH的蛋白质负载量（i）和相对活性：(I) 蛋白质自组装、(II) 物理吸附、(III) 共价结合、(IV) 仿生矿化、(V) 酶聚集体交联。

图4. 酶−RCC3自组装机制。(a) 不同pH值下RCC3和CalAmDH的ζ电位分析。(b) 分子动力学（MD）模拟的代表性快照，显示CalAmDH与RCC3之间的结合。(c) RCC3在CalAmDH表面的空间分布（红色表示带负电的表面，蓝色表示带正电的表面）。(d) 50 ns MD模拟后，参与RCC3与CalAmDH表面结合的所有氨基酸的结合能贡献。

图5. 酶−RCC3相互作用机制。(a) CalAmDH在0 ns和50 ns模拟时的快照。(b) Y140、(c) K183和(f) K80残基结构在MD模拟的CalAmDH中的叠加：0 ns（银色）、50 ns（黄色）以及存在RCC3时50 ns（棕色）。(d) 结合口袋表面残基构象变化和(e) 结合口袋腔体积变化的展示，分别对应MD模拟的CalAmDH在0 ns（左）、50 ns（中）以及存在RCC3时50 ns（右）。(g) MD模拟的CalAmDH结合口袋中NADH和底物在50 ns（上）以及存在RCC3时50 ns（下）的结构对比。(h) 底物羰基到辅因子和催化残基K80的结合距离在MD模拟的CalAmDH中为0 ns（h）、50 ns（i）以及存在RCC3时50 ns（j）。(k) MD模拟的CalAmDH中底物羰基与K80之间氢键频率分布在50 ns（粉色）以及存在RCC3时50 ns（蓝色）。

图6. 基于 RCC3 的多酶自组装用于 ARA。（a）AmDH-GDH 催化的 ARA 反应，包含辅酶再生。（b）AmDH-GDH 催化 ARA 的转化率 - 时间曲线图。（c）CalAmDH&GDH@RCC3 的可重复使用性。（d）在高底物浓度下 CalAmDH&GDH@RCC3 的催化性能。（e）在流动系统中，流速对转化率和时空产率（STY）的影响。（f）流动系统的操作稳定性。

图7. 合成手性胺的化学酶促级联反应。（a）在反向双溶剂溶液体系中，钯纳米粒子（PdNPs）被封装在 RCC3 的空腔内。（b）钯 - RCC3 的表征。透射电子显微镜图像（b1）、尺寸分布直方图（b2）、高角环形暗场扫描透射电子显微镜图像（b3）和元素分布图像（b4−6）。（c）CalAmDH 和 GDH 与钯 - RCC3 的自组装。（d）用于合成地氯雷他定和美多昔酚关键手性中间体的克级化学酶促级联反应的三步过程。（e）CALB@Pd-RCC3 催化的外消旋 1-苯乙胺的动态动力学拆分。

文章信息：Organic Molecular Cage-Mediated pH-Responsive Reversible Protein Self-Assembly with Multi-Enhanced Enzymatic Performance

文章链接：https://doi.org/10.1021/acscatal.5c00240