酶作为一种性能优越的生物催化剂,在科学研究和工业生产中有着广泛的应用,然而许多酶在高温时容易相互聚集而失去活性,这严重阻碍了酶的应用化。热聚集的发生是因为酶在变性时肽链展开暴露了其中的疏水位点,所以用疏水性材料将变性酶隔离开是防止酶失活的一种重要方法。然而在水溶液中,由于相转变速度的不同,温敏性聚合物在高温时不能有效地与变性酶(以碳酸脱水酶为模型酶)复合在一起,以实现随环境温度变化自发保护酶的目的。因此,我们设计了一种保护酶免受热失活的新方法。首先,将温敏性聚合物聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)与碳酸脱水酶一同封装入由反相微乳液构筑的受限空间中,高温时PNIPAAm在受限空间中形成纳米尺度的聚集体,这种聚集体既有大的比表面积又有疏水表面,能够通过疏水相互作用吸附变性的酶,以防止酶分子之间发生聚集。低温时,PNIPAAm变得亲水,自发地将酶分子释放出来,使其恢复活性。经酶活性测试证明,这种保护方法可以有效防止碳酸脱水酶的热失活(保护效率可达83.2%)。脂肪酶是一种具有油水界面活性的酶,对许多非水介质中的酶促反应非常重要,但是它的使用也因聚集失活而受到了诸多限制。利用两种具有不同LCST的温敏性聚合物PNIPAAm和聚2-(2-甲氧基乙氧基)乙基甲基丙烯酸酯(PMEO2MA),有效提高了两种脂肪酶在微乳液中的热稳定性,以及在环境温度下的储存稳定性,同时不会破坏酶自身的界面活性。这不仅证明了这种保护方法的有效性和通用性,而且扩展了该方法的实际应用价值。此外,我们还对可能影响热稳定性提高效果的几种因素进行了分析,并通过多种表征手段分析了整个保护过程,提出了作用机理。多亚基酶的热失活过程比较复杂,其失活的第一步通常是亚基解离。仅凭借与材料的疏水相互作用不足以防止亚基解离的发生,因此我们合成了一种温敏性共聚物,接枝有PNIPAAm的壳聚糖(chitosan-g-PNIPAAm),它能随温度变化发生可逆的溶胶-凝胶转变。这种共聚物与多亚基酶共存于受限空间中时,能起到稳定多亚基酶的四级结构,防止其亚基解离的作用。这是因为chitosan-g-PNIPAAm在高温时形成了网状凝胶,包覆在多亚基酶的表面,即使亚基间的相互作用力减弱依然不能解离,而低温时,chitosan-g-PNIPAAm恢复为溶解状态,不会影响到多亚基酶发挥其活性。这种方法能有效防止葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶的热失活,是一种通用的保护多亚基酶,防止其亚基解离的方法。