酶的化学修饰因其直接、稳健和高效而在酶工程领域出类拔萃，但在设计通用而有效的修饰策略方面仍然存在挑战。采用聚合物，尤其是功能性超分子聚合物对酶进行修饰可以赋予酶分子广泛的应用潜力，例如通过分子组装开发智能材料或通过分子识别实现催化。酶和预先合成的高分子聚合物可以通过嫁接支链法（grafting-to）形成酶-聚合物缀合物（enzyme-polymer conjugates），实现高效可控的酶修饰。

近日，南丹麦大学吴昌柱课题组与上海科技大学李健课题组合作，设计了一种含环糊精的苯乙烯马来酸（β-CD@SMA）超分子共聚物，并通过活化酯法将其与酶分子高效结合，形成超分子酶（supramolecular enzymes, SupEnzyme）。该聚合物赋予了酶分子新的交互能力，即超分子主客体相互作用和电荷相互作用。SupEnzyme在反应过程中通过形成胶束进行界面生物催化，并可以结合含有对应客体和相反电荷的聚合物形成聚集体（aggregate），实现从均相催化剂到非均相催化剂的转换并循环回收。在此基础上，进一步在客体聚合物（guest polymer）中引入化学催化剂可以实现聚集体的可循环光生物催化级联反应。

作者通过SDS-PAGE初步确定了以南极假丝酵母脂肪酶B（CalB）为基础的SupEnzyme的构建，并通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、圆二色谱（CD）、动态光散射（DLS）、热重分析（TGA）和透射电子显微镜（TEM）等手段逐渐阐释了SupEnzyme的组成和形态结构。在加入客体聚合物形成聚集体后，该聚集体在活性、热稳定性和循环性上均优于游离酶。

此外，该策略可以应用到其他酶，例如醇脱氢酶（ADH-ht）和环氧水解酶（SpEH）上，表现出了同等的SupEnzyme制备效率以及优异的循环能力，阐释了该策略的普适性。

本研究构建的SupEnzyme体系具有以下主要优势：一是通过温和的化学修饰实现了催化活性酶与超分子聚合物的紧密结合，赋予所形成的缀合物全新的功能，并表现出了方法的可延伸性；二是缀合物中的超分子结构可以与客体聚合物相互作用，提高活性、稳定性的同时引入光催化剂，实现可循环的级联催化；三是该方法在多样的酶与聚合物结合问题上表现出的通用性，为构建新型的级联催化应用提供了新策略。