01 遇见/摘要
近日，天津大学姜忠义/石家福团队在 JACS 期刊上发表了题为《Thylakoid Membrane-inspired Capsules with Fortified Cofactor Shuttling for Enzyme-Photo-coupled Catalysis》的研究论文，并被遴选为当期封面进行报道。论文的第一作者是天津大学孙艺瀛博士；通讯作者为天津大学石家福副教授和姜忠义教授。
02 遇见/内容
该研究报道了一种基于人工类囊体膜 (TMC) 的酶-光偶联催化系统，利用氧化钛微囊膜将酶分子和光催化剂固定，实现太阳能到化学能源的转化，为实现“碳中和、碳达峰”目标提供了一条极具潜力的技术手段。简要来讲，作者将脱氢酶分子和硫化镉光催化剂分别固定在氧化钛微囊膜的外表面和内表面。同时，连接光催化和酶催化过程的NAD+/NADH辅酶分子被限制在膜孔道中，在酶和光催化剂的活性中心之间快速穿梭。研究通过强化辅酶穿梭过程将较慢的传质过程（发生在ns~ms时间尺度）和较快的反应过程（发生在ps~ns时间尺度）匹配起来，从而提升酶-光偶联催化系统的整体效率。将TMC集成系统应用于酶-光偶联催化还原丙醛过程，NAD+/NADH辅酶分子的表观和本征穿梭次数较非集成系统提升约8倍和12倍，丙醛转化率较非集成系统提升约6倍，转化频率 (TOF) 高达 38000 ± 365 h-1，较当前报道系统提高了一个数量级。
该研究工作由天津大学姜忠义教授、石家福副教授团队完成。研究工作主要得到了国家优秀青年科学基金（22122809）、国家基金创新研究群体（21621004）、国家重点研发计划（2020YFA0907902）、天津市自然科学基金（19JCYBJC19700）、生化工程国家重点实验室开放基金（2020KF-06）和化学工程联合国家重点实验室开放基金（SKL-ChE-19B01）等项目的支持。