【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及酶固定化，具体涉及一种分区固定化多酶mof材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、稀有人参皂苷ck是人参皂苷的一种主要的次级代谢产物，其诱导癌细胞凋亡、调节免疫活性、抗炎、抗衰老等药理作用受到广泛关注，是治疗癌症和其他疾病的潜在药物。根据人参皂苷rb1在肠道中的代谢行为，利用蜗牛酶进行脱糖基化是从人参皂苷rb1中获得ck的有效方式。目前，稀有人参皂苷ck主要利用蜗牛酶酶法转化得到，存在反应周期长、自身消化、难以回收等问题，这极大地限制了稀有人参皂苷ck的规模化生产及临床应用。
2、多酶级联催化反应是生物代谢、药物合成、生物传感器等领域的重要组成部分。这些复杂的生物催化级联反应普遍存在于生物系统中，特别是在细胞膜分离的细胞器中，表现出特殊的选择性和高催化效率。β-糖苷酶的谷氨酸残基能迅速识别rb1的20-o-β-d-(1-6)，并提供质子断裂糖苷键。参照生物体内的多酶级联反应，β-糖苷酶和蜗牛酶构建级联体系下的人参皂苷ck转化效率得到显著提高。然而热稳定性差、不可重复使用、不耐溶剂等因素限制了其产业化应用。
3、金属有机框架(mofs)具有高比表面积、稳定的骨架结构、良好的生物相容性和可定制的功能位点等优势，因其清晰的拓扑结构可构建分区结构以满足分子运输及内环境保护，成为最有潜力的酶固定化平台。在单个mof中封装多种酶通过限制底物逃逸是提高酶级联活性的关键手段。最近，梁等人报告了在用单个mof共同固定多种酶方面取得的重大进展。然而，这种共同固定策略会导致多种酶无规则排列，从而导致酶分子间中间产
4、分区化是活细胞内的关键特征，能够实现生物反应过程的空间控制，通过限制内部环境阻止额外干扰，调节传质过程。将分区化策略应用在结构稳定的mofs材料上固定化多酶是非常创新的。刘等人通过外延生长策略在纳米尺度上对级联酶进行空间组织，提高了不相容酶催化反应的级联效率。通过多层沸石咪唑酸框架-8(zif-8)对多种酶的位置控制调节级联催化效率，并通过具有纳米级分辨率的傅立叶变换红外光谱(ft-ir)来验证。多级分层zif-8分离了葡萄糖氧化酶和辣根过氧化物酶，显著提高了级联反应的传质效率，同时也证明了酶间距对调节级联反应速率的影响。因此，将分区mof策略应用于β-糖苷酶和蜗牛酶的级联反应体系来提高级联催化效率是可行的。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术旨在克服现有技术缺陷，提供一种分区固定化多酶mof材料及其制备方法和应用，通过分区mof自组装的方式构建一个多酶分区域固定化平台，实现了mofs中的按需多酶级联反应。并将该策略用于固定化β-糖苷酶和蜗牛酶催化制备稀有人参皂苷ck的过程中表现出较好的稳定性和循环性能。
2、技术方案：
3、本专利技术提供一种分区固定化多酶mof材料的制备方法，包括以下步骤：
4、1)在磁力搅拌下，将蜗牛酶添加到h3btc水溶液中，然后加入cuso4溶液，搅拌0.5-4h，在室温下放置一段时间老化；离心，冷冻干燥后得到固定化酶mof材料，记为sna@cu-btc；
5、2)将步骤1)合成的sna@cu-btc在磁力搅拌下加入h3btc水溶液，随后加入β-糖苷酶和cuso4溶液，搅拌0.5-4h，在室温下放置一段时间老化；离心，洗涤，冷冻干燥后得到分区固定化多酶mof材料，记为β-g@cu-btc-sna@cu-btc。
6、进一步地，步骤1)中，老化时间优选2h；步骤2)中，老化时间优选3h。
7、进一步地，所述蜗牛酶和所述β-葡萄糖苷酶的总和与所述h3btc的质量摩尔比为10-50:2mg/mmol。
8、进一步地，所述β-葡萄糖苷酶和所述蜗牛酶的质量比为1：4。
9、进一步地，所述cuso4与所述h3btc的摩尔比为1：1-3。
10、进一步地，所述cuso4溶液的浓度为25-50mmol/l，所述h3btc水溶液的浓度为25-100mmol/l。
11、进一步地，步骤1)和步骤2)中，所述搅拌的温度均为25℃，搅拌的时间均为0.5h。搅拌是进行共沉淀。
12、进一步地，步骤1)和步骤2)中，所述离心的转速为10000r/min，离心的时间为10min；所述冷冻干燥的温度为4℃。
13、进一步地，步骤2)中，用纯水洗涤。
14、进一步地，本专利技术还提供一种使用上述方法制备得到的分区固定化多酶mof材料。
15、进一步地，本专利技术还提供一种上述分区固定化多酶mof材料在催化转化人参皂苷中的应用，利用所述分区固定化多酶mof材料催化转化人参皂苷rb1，制备人参皂苷ck。
16、有益效果：
17、1)本专利技术通过分区mof自组装的方式构建了一个多酶分区域固定化平台，实现了mofs中的按需多酶级联反应；通过分区固定化策略对多酶进行位置控制，避免了过渡产物的积累和底物竞争性抑制，且mof的孔道效应降低了底物的传质阻力，进而显著提高催化效率；将分区固定化策略用于固定化β-糖苷酶和蜗牛酶，制备的β-g@cu-btc-sna@cu-btc材料应用于催化制备人参皂苷ck，转化效率提高了1.2倍；
18、2)本专利技术制备的β-g@cu-btc-sna@cu-btc材料具有良好的ph稳定性、热稳定性和有机溶剂耐受性；游离的β-g和sna在70℃时几乎失去了酶活性，但固定化酶材料仍保持25-30％的残余酶活性；和游离酶相比，固定化酶的热变性半衰期是游离酶的2.85倍，进一步验证了用cu-btc固定化酶的热稳定性；用甲醇、乙醇、乙腈、正丁醇溶剂进行孵育实验，固定化酶材料在所有溶剂中的酶活性均高于游离酶；
19、3)本专利技术的固定化酶材料具有优异的循环性能，经循环测试，分区固定化酶材料β-g@cu-btc-sna@cu-btc在10次循环后仍保持了86.23％的酶活性。
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1.一种分区固定化多酶MOF材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述蜗牛酶和所述β-葡萄糖苷酶的总和与所述H3BTC的质量摩尔比为10-50:2mg/mmol。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述β-葡萄糖苷酶和所述蜗牛酶的质量比为1：4。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述CuSO4与所述H3BTC的摩尔比为1：1-3。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述CuSO4溶液的浓度为25-50mmol/L，所述H3BTC水溶液的浓度为25-100mmol/L。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)和步骤2)中，所述搅拌的温度均为25℃，搅拌的时间均为0.5h。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)和步骤2)中，所述离心的转速为10000r/min，离心的时间为10min；所述冷冻干燥的温度为4℃。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中，用纯水洗涤。
9.如权利要
10.如权利要求9所述的分区固定化多酶MOF材料在催化转化人参皂苷中的应用，其特征在于，利用所述分区固定化多酶MOF材料催化转化人参皂苷Rb1，制备人参皂苷CK。
...【技术特征摘要】
1.一种分区固定化多酶mof材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述蜗牛酶和所述β-葡萄糖苷酶的总和与所述h3btc的质量摩尔比为10-50:2mg/mmol。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述β-葡萄糖苷酶和所述蜗牛酶的质量比为1：4。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述cuso4与所述h3btc的摩尔比为1：1-3。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述cuso4溶液的浓度为25-50mmol/l，所述h3btc水溶液的浓度为25-100mmol/l。
6.根据...
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