北理工在單原子納米酶理性設(shè)計(jì)方面獲得重要進(jìn)展
發(fā)布日期：2021-05-12 供稿：材料學(xué)院 梁敏敏
編輯：牟雪嬌 審核：金海波 閱讀次數(shù)：5月6日,， Nature Catalysis期刊發(fā)表了題為"Matching the kinetics of native enzymes with a single-atom iron nanozyme"的研究文章。文中設(shè)計(jì)了一種以FeN3P為中心的單原子納米酶(FeN3P-SAzyme),，它通過(guò)磷和氮的精確配位來(lái)控制單原子鐵活性中心的電子結(jié)構(gòu),，表現(xiàn)出類似于天然酶的催化活性和動(dòng)力學(xué)。特別是,，設(shè)計(jì)的FeN3P-SAzyme具有可調(diào)控的幾何結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu),，表現(xiàn)出與酶的催化動(dòng)力學(xué)相類似的催化性能。作者用密度泛函理論計(jì)算解釋了該單原子納米酶類酶活性與底物特異性的起源,。最后,，作者證明了開發(fā)的FeN3P-SAzyme所具有的優(yōu)越類酶活性，可作為抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)的有效治療策略,。
自20世紀(jì)50年代以來(lái),，人工酶的活性遠(yuǎn)低于天然酶，這是一個(gè)長(zhǎng)期困擾生物,、化學(xué)等科學(xué)家的重要科學(xué)問(wèn)題,。設(shè)計(jì)和開發(fā)具有優(yōu)異催化性能的人工酶一直是科技工作者們共同追求的重要目標(biāo)。單原子納米酶由于具有可設(shè)計(jì)規(guī)劃的幾何結(jié)構(gòu)和電子配位,，其可以在原子水平上有效地模擬天然酶的金屬活性中心,，是替代天然酶最具潛力的候選者之一，也為開發(fā)具有天然酶催化性能的人工酶開辟了一條新途徑,。
文章的通訊作者是北京理工大學(xué)梁敏敏教授,、清華大學(xué)王定勝副教授、中國(guó)科學(xué)院生物物理所研究所閻錫蘊(yùn)院士,、清華大學(xué)李亞棟院士,，第一作者是清華大學(xué)化學(xué)系博士后冀淑方、北京理工大學(xué)材料學(xué)院博士后蔣冰,、內(nèi)蒙古大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院副教授郝海剛,、清華大學(xué)化學(xué)系博士生陳遠(yuǎn)均。本研究得到了科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃,、國(guó)家自然科學(xué)基金和北京市科委項(xiàng)目等支持,。
單原子納米酶理性設(shè)計(jì)模擬天然酶
文章信息：
Ji, S., Jiang, B., Hao, H. et al. Matching the kinetics of natural enzymes with a single-atom iron nanozyme. Nat Catal (2021). https://doi.org/10.1038/s41929-021-00609-x
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