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离子液体（Ionic Liquids, ILs）与低共熔溶剂（Deep Eutectic Solvents, DESs）因独特的理化性质备受关注，已广泛应用于化学、生物领域及生物催化与生物医药研究中。本研究合成了10种ILs与4种DESs，在常规缓冲反应体系（
离子液体（Ionic Liquids, ILs）与低共熔溶剂（Deep Eutectic Solvents, DESs）因独特的理化性质备受关注，已广泛应用于化学、生物领域及生物催化与生物医药研究中。本研究合成了10种ILs与4种DESs，在常规缓冲反应体系（25°C，pH 7.0）中以2,2'-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸（ABTS）与2,6-二甲氧基苯酚（DMP）为底物，评估其对真菌漆酶催化能力与稳定性的影响。在14种新合成材料中，仅3种水溶性ILs（[BMIM][Ac]、[Chol][Ac]、[Chol][Prop]）与1种DES（[Chol][Ac.Ox]）可提升漆酶活性与稳定性：[BMIM][Ac]对漆酶活性的提升幅度达对照组的近20倍，但无法有效保护酶抵御高温或长期保存；胆碱基类ILs [Chol][Ac]与[Chol][Prop]分别使漆酶活性提升1.7倍与7.8倍，且具备良好的抗温与储存保护特性；DES [Chol][Ac.Ox]可使漆酶活性提升约8.9倍，但因溶液疏水性强，活性提升稳定性不足，更适用于高温场景。四类筛选化合物整体可在pH 7.0条件下提升酶活性，且对温度高度敏感。针对[BMIM][Ac]的动力学研究表明，该IL可通过提高催化特征参数最大反应速率（Vm）与催化常数（Kcat）增强漆酶活性，但同时米氏常数（Km）升高表明酶与底物亲和力下降，证实IL与酶的相互作用会影响水相中蛋白质的结构。
本研究发表于《ACS Omega》，聚焦离子液体（ILs）与低共熔溶剂（DESs）在生物催化领域的应用潜力，针对现有漆酶在工业与环境场景中活性与稳定性不足、传统有机溶剂毒性高的问题，系统筛选适配的ILs与DESs体系，解析其对真菌漆酶的作用机制与应用边界。研究人员从合成的14种ILs与DESs中筛选出4种高效体系，明确了不同体系的活性提升、温度耐受与长期保存特性，并通过动力学实验揭示了作用机理，为绿色生物催化体系的构建提供了数据支撑。
研究采用的关键技术方法包括：由葡萄牙里斯本大学药学院iMed.ULisboa研究所通过酸碱中和法或阴离子交换法合成目标ILs与DESs，经1H NMR验证纯度；以Sigma-Aldrich来源的Trametes versicolor真菌漆酶为模型酶，分别在ABTS与DMP两种底物体系下开展活性检测；设置梯度浓度ILs/DESs预处理组，对比不同pH、温度条件下的相对酶活性与残余活性；通过长期储存实验监测酶半衰期变化，结合双底物动力学实验解析催化参数变化规律。
研究结果部分，首先是ILs对酶活性提升的筛选结果。研究人员对10种ILs与4种DESs在10 mM终浓度下的活性测试显示，仅[BMIM][Ac]、[Chol][Ac]、[Chol][Prop]三种ILs与[Chol][Ac.Ox]一种DES可提升漆酶活性，其中[BMIM][Ac]提升幅度最高达429%，胆碱基类氨基酸ILs则完全失活漆酶，证实阴离子种类是决定酶激活或失活的关键因素，符合霍夫迈斯特效应（Hofmeister effect）。浓度梯度实验进一步表明，四类化合物的优化浓度存在差异：[BMIM][Ac]为25 mM，[Chol][Ac]为60 mM，[Chol][Prop]为300 mM，[Chol][Ac.Ox]为4 mM，溶解度特性直接影响其与酶微环境的相互作用。
其次是理化参数对IL-漆酶体系活性与稳定性的影响。pH实验显示，四类体系均将漆酶的最适pH从酸性区间转移至pH 7.0，且活性表现与缓冲体系类型相关，证实ILs可能与缓冲液发生氢键相互作用，干扰酶与底物的结合。温度稳定性实验中，DES [Chol][Ac.Ox]在高温（50–70°C）下可维持漆酶90%以上活性，而三类ILs在70°C时几乎完全失活，仅[Chol][Prop]可保留40%活性；温度效应实验则发现，不同体系会改变漆酶的最适温度区间，推测ILs/DESs与酶的相互作用可能形成具有特定最适温度的拟异构体。长期稳定性监测显示，含20%水的保存体系中，[Chol][Ac]与[Chol][Prop]可将漆酶半衰期分别提升至76天与61天，较对照组延长4倍与3.2倍，而[BMIM][Ac]则会缩短酶半衰期。
最后是[BMIM][Ac]的活性提升机制与动力学研究。以双底物动力学实验验证，该IL可使漆酶的Km、Vm、Kcat同步升高，但催化效率（Kcat/Km）下降：针对ABTS底物，三项参数分别提升3倍、1.5倍、1.5倍，催化效率下降0.5倍；针对DMP底物，分别提升1.4倍、1.7倍、1.3倍，催化效率下降0.7倍。结果表明，[BMIM][Ac]通过吸附于酶表面疏水区域改变蛋白构象，在降低底物结合亲和力的同时加快催化循环速率，最终实现总体活性提升但长期稳定性不足的效果。
讨论与结论部分指出，胆碱基类ILs [Chol][Ac]与[Chol][Prop]是兼具活性提升、稳定性与长期保存优势的最优体系，其最适pH为7.0，无需大幅调整反应条件即可应用于多场景；DES [Chol][Ac.Ox]在高温防护中表现突出；[BMIM][Ac]虽具备超高活性提升能力，但长期稳定性较差。该研究明确了ILs/DESs结构与漆酶性能的构效关系，为绿色生物催化体系的溶剂选择提供了实验依据，也为酶制剂的储存与工业应用提供了新的解决方案。
