近日🆖，分析化學領域的著名雜誌Analytical Chemistry在線刊登了EON体育4平台馮雁教授團隊在酶超高通量篩選體系構建方面的突破性進展“Substrate Engineering Enabling Fluorescence Droplet Entrapment for IVC-FACS Based Ultrahigh-Throughput Screening”（DOI: 10.1021/acs.analchem.6b01712）📪，馬富強博士為第一作者，楊廣宇副研究員為通訊作者👮‍♀️，加拿大不列顛哥倫比亞大學Stephen G. Withers教授和Michael Fischer博士為共同作者🫲🏿。

定向進化是探索酶催化機製和對酶功能進行重塑的重要技術途徑☸️，目前影響其成功關鍵瓶頸之一是缺少有效的高通量篩選方法🧝🏿‍♀️。研究團隊在以往的工作中建立了基於微液滴反應器的酶超高通量篩選體系，其篩選速度可高達108個克隆/天👨‍🍳🏉，比常規的孔板法篩選快1000倍以上，同時極大地降低了昂貴的熒光底物的消耗（PloS One. 2014, 9(2): e89785）。然而由於許多商品化熒光底物在微液滴反應器無法很好的保留，造成熒光信號在微反應之間發生擴散✊🏻，導致篩選準確度降低、效率下降🧖🏻👩🏿，使得該體系的應用範圍受到了限製😠。

為解決此問題🙎🏽‍♀️，研究團隊提出了一種被稱作“熒光液滴捕獲(Fluorescence Droplet Entrapment, FDE)”的酶底物設計新策略♉️。他們通過調節底物和產物分子疏水性的變化，來控製分子在微液滴內的擴散行為❗️，從而提高篩選體系的準確度🪒。具體來說😧，經過FDE設計的底物分子結構具有較高的疏水性，可以自由通透油相進入微液滴內部與酶進行反應🎻；在酶促反應後🪘，底物被轉化為具有較高親水性的熒光產物，由於其高親水性🙍🏼，熒光產物被困在微液滴內部無法擴散出🤵🏼‍♀️，從而可以準確地定量反映微液滴內部的酶活性。在使用磷酸三酯酶進行的模式篩選實驗中🧔🏽‍♀️，經過單次篩選即可將陽性細胞在大量無酶活性的陰性細胞中富集900倍以上，顯示了FDE底物設計方法的高效性𓀄。本研究還進一步探討了FDE底物設計方法的通用性，對於酯酶、脂肪酶、磷脂酶♘、糖苷酶🍲、蛋白酶、肽酶等重要工業酶的FDE底物設計方案提出了建議，為進行更大規模的酶快速定向進化鋪平了道路🌷。