在近些年的研究中,对多酶固定的方法有共固定法、共包埋法、共交联法,但是这些方法存在着一些问题,例如戊二醛交联会使得酶活损失较大,京尼平交联会使得产物呈现蓝色,而且价格昂贵。层层自组装、静电纺丝等方法,也不能做到酶分子比例的精确控制与底物传递两者兼顾。对酶分子进行特异性识别并交联,可以实现酶分子的可控有序排列,缩短酶分子之间的距离,完成多酶的级联催化或者多酶的协同作用。因此,将不同的酶分子按照需求进行特异性交联,是目前研究的方向之一。谷氨酰胺转氨酶(TGase)它可以催化蛋白质或多肽的谷氨酰胺(Gln)的酰胺基团和赖氨酸(Lys)的伯氨基团发生酰基转移反应,生成异肽键,从而使蛋白质分子之间或之内发生共价交联。但是天然的球形蛋白、柱形蛋白无法作为谷氨酰胺转氨酶的底物,现有的方法是蛋白质的N端连接肽链标签,使得蛋白质能够被谷氨酰胺转氨酶识别和交联。本文通过在蛋白质的基因片段中插入肽链标签序列,获得在N端带有肽链标签的蛋白质。利用谷氨酰胺转氨酶催化肽链标签的交联从而实现蛋白质的特异性交联。通过改变肽链标签可以得到不同的交联结果。本文的研究中先在增强型绿色荧光蛋白(EGFP)中验证肽链标签的可行性。通过表达带有S肽、F肽或M肽的EGFP,以及对其进行荧光测定,验证肽链标签不会对蛋白质自身造成影响,同时采用肽链标签能够实现谷氨酰胺转氨酶特异性交联蛋白质的目的。而后将肽链标签应用于碳酸酐酶和甲酸脱氢酶的交联。将双酶交联后能提高二氧化碳向甲酸的转化效率,同时缩短中间产物碳酸氢根离子的传递距离。F肽、K2肽、K3肽分别与M肽交联,可以实现双酶的“一对一”、“一对二”、“一对三”交联。根据酶活保留率、热稳定性、催化效率等实验结果显示,“一对二”交联方式效果最佳,交联后双酶酶活基本无损失。交联后甲酸脱氢酶的热稳定性得到提高,可在35℃下稳定存在。同时在该温度下,交联双酶的甲酸产量最高,同时催化效率也最高,是游离酶的5.8 倍。最后一部分研究内容是制备一种内部带有有与谷氨酰胺有相似的结构水溶性高分子聚合物,谷氨酰胺转氨酶可催化该聚合物与酶交联,形成“聚合物-蛋白质”形式的缀合物。将双酶固定在聚合物上,可以提升酶的热稳定性至45℃。同时,在45℃下,固定化双酶的催化效率是游离酶的4.4倍,同时也能大大双酶提高使用寿命。另外,在凝血酶的介入下,可以将蛋白质从缀合物上分离下来,实现蛋白质的分离。