一种多功能多肽模拟酶催化剂及其应用

本发明属于模拟酶催化剂，具体涉及一种多功能多肽模拟酶催化剂及其应用。

背景技术：

1、酚类物质的氧化、偶联和水解反应在污染物降解、化学合成及生物检测中具有重要应用。例如，愈创木酚的偶联反应可用于酚类物质的比色检测，对硝基苯酚乙酸酯的水解反应可用于评估酯酶活性或检测有机磷农药。目前，催化上述反应的常用催化剂为天然酶，包括漆酶、氧化酶和酯酶。

2、天然漆酶可直接利用分子氧催化酚类氧化及愈创木酚偶联反应；天然过氧化物酶依赖过氧化氢催化酚类氧化；天然酯酶则可催化对硝基苯酚乙酸酯等底物的水解。然而，天然酶存在共性缺陷：一是热稳定性和储存稳定性差，在高温、酸碱或有机溶剂环境中易失活；二是催化功能专一，单一酶无法同时实现氧化、偶联和水解等多类反应，实际应用中需要多种酶复配，增加体系复杂性和成本；三是提取纯化难度大，酶制剂价格高，难以回收重复使用。

3、针对上述问题，本领域已开发多种人工模拟酶。现有模拟酶包括金属卟啉配合物、金属有机框架材料、纳米氧化物等，它们在一定程度上模拟了漆酶或过氧化物酶的单一功能。但是，这些模拟酶通常仅具有一种催化活性，缺乏同时模拟多种酶（漆酶、过氧化物酶、酯酶）的能力，也未见单一催化剂能够同时催化酚类氧化、愈创木酚偶联及对硝基苯酚乙酸酯水解的报道。此外，现有模拟酶多为无机或有机小分子体系，可调控性有限，稳定性仍需提高。

4、多肽自组装技术为构建仿生催化剂提供了新途径。通过多肽与卟啉等功能基团共组装，可形成具有特定催化活性的超分子结构。但现有基于多肽-卟啉共组装体的催化剂，其催化功能局限于模拟过氧化物酶或漆酶中的一种，仍未实现多功能集成，也未能同时覆盖氧化、偶联和水解等多种酚类反应类型。

5、因此，开发一种稳定性高、可重复使用、且能同时催化多种酚类反应（包括漆酶催化的氧化偶联反应和酯酶催化的水解反应）的多功能催化剂，具有现实必要性和应用价值。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种多功能多肽模拟酶催化剂及其应用。

2、为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种多功能多肽模拟酶催化剂，所述多功能多肽模拟酶催化剂包含多肽与氯化血红素形成的共组装体；所述多肽的氨基酸序列如seq id no:1~seq id no:6中的任一项所示，其中多肽的n端为乙酰基修饰，c段为酰胺基修饰。

4、在上述方案的基础上，所述多肽与氯化血红素的摩尔比为1:10～1:80。

5、在上述方案的基础上，所述多肽与氯化血红素的摩尔比为1:80。

6、在上述方案的基础上，所述多肽模拟酶催化剂具有类漆酶活性、类过氧化物酶活性和类酯酶活性。

7、上述的多功能多肽模拟酶催化剂作为类漆酶、类过氧化物酶和类酯酶替代催化剂催化化学反应中的应用。

8、在上述方案的基础上，所述的化学反应为酚类氧化偶联反应、酚类氧化反应、酯类底物的水解反应中的至少一种。

9、在上述方案的基础上，所述的酚类氧化偶联反应为愈创木酚偶联反应，所述酚类氧化反应为邻苯二酚的氧化反应，所述酯类底物的水解反应为对硝基苯酚乙酸酯水解反应。

10、在上述方案的基础上，所述酚类氧化偶联反应和酚类氧化反应是将多肽模拟酶催化剂与酚类混合后，加入0.8~8mm的过氧化氢，在ph5.0～9.0、温度25～60℃下反应3～180min。

11、在上述方案的基础上，所述的酯类底物的水解反应是将多肽模拟酶催化剂与酯类底物混合后，进行反应。

12、在上述方案的基础上，在反应体系中，所述多肽模拟酶催化剂中多肽的终浓度为0.4mm，氯化血红素的终浓度为5μm。

13、本发明的技术方案的优点：

14、（1）多功能性：所述多肽模拟酶催化剂同时具有类漆酶活性、类过氧化物酶活性和类酯酶活性，能够催化酚类氧化、愈创木酚偶联反应以及对硝基苯酚乙酸酯水解等多种类型的酚类反应，克服了天然酶功能单一的缺陷。

15、（2）稳定性好：所述多肽模拟酶在80°c高温处理1小时后仍能保留23.7%的催化活性，而天然辣根过氧化物酶在相同条件下仅保留7.2%的活性，表明本发明的多肽模拟酶具有显著优于天然酶的热稳定性。

16、（3）成本低、可批量制备：所述多肽分子量小，适合固相合成批量制备，重现性好，成本低于天然酶。

17、因此，本发明多肽模拟酶催化剂稳定性高、可重复使用、且能同时催化多种化学反应（包括酚类氧化偶联反应、酚类氧化反应和酯类水解反应），具有广泛的应用前景。

1.一种多功能多肽模拟酶催化剂，其特征在于，所述多功能多肽模拟酶催化剂包含多肽与氯化血红素形成的共组装体；所述多肽的氨基酸序列如seq id no:1~seq id no:6中的任一项所示，其中多肽的n端为乙酰基修饰，c段为酰胺基修饰。

2.根据权利要求1所述的多功能多肽模拟酶催化剂，其特征在于，所述多肽与氯化血红素的摩尔比为1:10～1:80。

3.根据权利要求2所述的多功能多肽模拟酶催化剂，其特征在于，所述多肽与氯化血红素的摩尔比为1:80。

4.根据权利要求1所述的多功能多肽模拟酶催化剂，其特征在于，所述多肽模拟酶催化剂具有类漆酶活性、类过氧化物酶活性和类酯酶活性。

5.权利要求1至4任一项所述的多功能多肽模拟酶催化剂作为类漆酶、类过氧化物酶和类酯酶替代催化剂催化化学反应中的应用。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述的化学反应为酚类氧化偶联反应、酚类氧化反应、酯类底物的水解反应中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述的酚类氧化偶联反应为愈创木酚偶联反应，所述酚类氧化反应为邻苯二酚的氧化反应，所述酯类底物的水解反应为对硝基苯酚乙酸酯水解反应。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述酚类氧化偶联反应和酚类氧化反应是将多肽模拟酶催化剂与酚类混合后，加入0.8~8mm的过氧化氢，在ph5.0～9.0、温度25～60℃下反应3～180min。

9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述的酯类底物的水解反应是将多肽模拟酶催化剂与酯类底物混合后，进行反应。

10.根据权利要求8或9所述的应用，其特征在于，在反应体系中，所述多肽模拟酶催化剂中多肽的终浓度为0.4mm，氯化血红素的终浓度为5μm。