Zusammenfassung NiFe‐Hydrogenasen sind hoch effiziente Metalloenzyme, die die reversible Umwandlung von H 2 in Protonen und Elektronen katalysieren. Diese Enzyme haben ein enormes Potenzial für die nachhaltige Biowasserstoffproduktion sowie für ihre Integration in biotechnologische Geräte. Ihre inhärente Instabilität und die mit der heterogenen Integration verbundenen Herausforderungen erfordern jedoch robuste Immobilisierungsstrategien. Kovalente organische Rahmenwerke (COFs), mit ihren hohen Oberflächenbereichen, einstellbaren Porenfunktionen und chemischen Stabilität, bieten eine überzeugende Plattform für die Enzymimmobilisierung, was potenziell die Enzymladung, Stabilität und katalytische Leistung verbessern kann. Um die Einschränkungen in Bezug auf Strategien zur Enzymimmobilisierung anzugehen, wird die membrangebundene Hydrogenase (MBH) aus Cupriavidus necator in zwei verschiedene wasserbeständige β ‐Ketoenamin-COFs eingekapselt, die jeweils mit Sulfonsäure (─SO 3 H) und Carbonsäure (─COOH) Gruppen funktionalisiert sind. Diese funktionellen Gruppen sind strategisch gewählt, um die Enzymorientierung zu beeinflussen und eine elektronische Verbindung zwischen Enzym und Elektrode zu ermöglichen. Die COFs, die hierarchische Porengrößen mit Makroporen (≈80 nm) aufweisen, die durch ein Hard-Templating-Verfahren erzeugt werden, bieten eine optimierte Enzymstabilisierung, verbessern den Protonen- und Elektronentransport und erleichtern Wechselwirkungen, die einen effizienten Ladungstransfer fördern. Besonders hervorzuheben ist, dass die in diesen COFs eingeschlossene MBH nicht nur eine verbesserte Elektronentransferaktivität gegenüber einer Elektrode aufweist, sondern auch eine verbesserte Stabilität.
Khalil et al. (Tue,) haben diese Frage untersucht.