Новый класс одноатомных нанозимов демонстрирует большие перспективы как нанозимы следующего поколения

Нанозимы представляют собой каталитические наноматериалы с ферментоподобными свойствами и обладают преимуществами высокой стабильности, низкой стоимости, простоты массового производства и настраиваемой каталитической активности. Они широко применяются в биосенсировании, терапии и защите окружающей среды.

Схематическая иллюстрация атомно-дисперсных сайтов Fe, имитирующих активный центр цитохрома P450, а также характеристику атомной структуры, а также характеристику атомной структуры, экспериментальное и теоретическое исследование оксидазоподобной активности одноатомных нанозимов. (Фото предоставлено DONG Shaojun)

Тем не менее, низкая плотность активных центров всегда проявляет значительно более низкую каталитическую активность по сравнению с природными ферментами, а неоднородная элементная конституция и сложные каталитические механизмы, полученные из структуры граней, критически ограничивают широкое применение традиционных нанозимов.

Исследовательская группа во главе с профессором ДОНГ Шаоцзюном из Института прикладной химии Чанчуня (CIAC) Академии наук Китая раскрыла новый класс одноатомных нанозимов как потенциальных нанозимов следующего поколения, в которых сочетаются высокотехнологичные одноатомная технология с активными энзимоподобными активными центрами.

Они создали одноатомные нанозимы углеродных нанокадров, ограниченных осевыми N-координированными центрами FeN 5 (FeN 5 SA / CNF). Экспериментальные исследования и теоретические расчеты обнаружили, что наибольшая оксидазоподобная активность FeN 5 SA / CNF была получена из ферментоподобных активных центров и каталитических механизмов.

Атомно-дисперсные металлические центры увеличивали плотность и эффективность использования атомов активными центрами. Четкая координационная структура предложила очевидную экспериментальную модель для исследования механизма.

Текущие результаты подразумевают, что одноатомные нанозимы преодолевают серьезные ограничения традиционных нанозимов, и имитация активных сайтов природных ферментов является эффективным методом получения одноатомных нанозимов с высокой активностью и четким механизмом.

Кроме того, каталитические свойства и механизм одноатомных нанозимов в основном зависят от стерической конфигурации активных центров, а не от размера, структуры или фасета носителей. Поэтому, изменяя поддерживаемые наноматериалы, некоторые виды активных сайтов могут быть расширены, чтобы включать общие применения со специфическим ферментоподобным механизмом.

Исследование, опубликованное в Science Advances продемонстрировало, что определенные одноатомные нанозимы предлагают новую перспективу для каталитического механизма и рационального конструирования нанозимов, и показывают большие перспективы стать нанозимами следующего поколения. .

Source link