酶作为生命系统中一种高效、多功能的生物催化剂，已广泛应用于工业/食品/纺织加工、生物传感器等领域。然而，酶的固有缺点，低操作稳定性、低可回收性、对大多数有机溶剂和许多金属离子的低耐受性，在很大程度上限制了它们的进一步发展。选择合适的载体提高酶的活性和稳定性得到各界的极大关注。

近日，洛阳师范学院马录芳教授课题组以经典金属-有机框架材料—沸石咪唑骨架-8 (ZIF-8)为载体，以金属离子作为锚点对ZIF-8纳米颗粒进行修饰，进一步通过静电作用力对带有负电荷的胃蛋白酶（PEP）进行固载。

ZIF-8因其原料廉价、制备简单、无毒等优点被认为是理想的酶载体。尽管酶-ZIF-8复合物的组装（括原位包封、孔渗透和表面固定）已经取得了一些研究成果，但真正理解ZIF-8环境（表面或孔隙化学）如何影响酶的结构和活性仍然是一个巨大的挑战。受ZIF-8小孔径和疏水表面的影响，对于一些较大的或亲水的底物，酶-ZIF-8复合体系很难发挥其活性。同时，直接负载到ZIF-8的疏水表面还能引起酶结构的变化。

在ZIF-8的合成过程中，过量的2-甲基咪唑可以使ZIF-8表面产生缺陷。结合理论计算和实验，发现ZIF-8表面被脱去质子的2-甲基咪唑所修饰。而具有强电负性的2-甲基咪唑能够与金属离子配位，使ZIF-8带正电荷。进而通过静电作用力对带负电荷的PEP进行有效的负载。在所选的金属离子中（Ni²⁺ Co²⁺ Cu²⁺, Fe³⁺），Ni²⁺对ZIF-8和PEP具有较大的结合常数，而且还不会对它们的结构产生破坏。

最终，利用电化学析氧反应(OER)对固载PEP的催化活性进行评价。经表面修饰后的酶固载（ZIF-8@PEP-Ni）在10 mA·cm^-2 电流密度的过电位仅为127 mV，远低于相同条件下单一PEP（919 mV·cm^-2）和直接酶固载ZIF-8@PEP（690 mV·cm^-2）的过电位。同时，ZIF-8@PEP-Ni复合物在长时间的测试中仍能保持高的稳定性和催化活性。该项工作为高效酶固载研究提供了一种新的思路。