1月29日，《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）杂志在线发表了单原子纳米酶仿生设计的最新研究成果。这项工作有助于理解纳米酶的催化机理，并促进纳米酶在生物催化领域的发展。
自从2007年Fe3O4纳米材料蕴含酶学特性（Nature Nanotechnology，2007）被报道以来，纳米酶新概念已经被同行广泛接受。目前已有超过40种元素的130多种纳米酶被报道。然而，如何学习天然酶活性中心的结构特征，来指导设计新型高活性纳米酶，一直是纳米酶领域研究的重要问题。
天然过氧化物酶的活性中心为铁卟啉结构，有研究表明，过氧化物酶的铁卟啉可以替换为Zn卟啉，从而获得更高的催化活性。受此研究启发，研究人员仿照天然过氧化物酶，利用金属有机框架（MOF）材料ZIF-8为前驱体，通过介孔硅保护策略，设计合成了一种含有Zn卟啉结构的高活性单原子纳米酶。经一系列试验证实，Zn卟啉结构中的单原子Zn是其类酶活性的关键。通过理论计算，揭示其活性结构为类Zn卟啉的不饱和Zn-N4结构，并且该单原子纳米酶是通过促进H2O2均裂产生羟基自由基来发挥类过氧化物酶活性。在体外抗菌实验中，该单原子纳米酶实现了高达99.85%的抑菌率，同时，能够在低浓度H2O2情况下有效促进小鼠伤口感染模型中伤口的愈合。
该研究由中国科学院生物物理研究所阎锡蕴课题组与北京化工大学刘惠玉课题组合作完成。其中，生物物理所研究员阎锡蕴、副研究员范克龙和北京化工大学教授刘惠玉为该论文的共同通讯作者。此外，国家纳米中心研究员施兴华团队、扬州大学教授高利增团队均对该工作做出了重要贡献。该研究获得国家自然科学基金、中科院先导项目、中科院前沿重点项目、青年人才托举工程等的资助。
ZIF-8衍生的Zn单原子纳米酶用于伤口抗菌示意图
中国科学院生物物理研究所阎锡蕴院士和研究员范克龙团队在天然纳米酶—抗氧化功能及催化机制解析取得新进展，相关研究成1月3日在线发表于《自然—通讯》。纳米酶是一类蕴含酶学特性的纳米材料，能够在生理或极端条......
纳米酶是一类具有类酶催化性能的纳米材料，是新一代人工酶，在生物医学领域颇具应用前景。自2007年首次发现四氧化三铁（Fe3O4）纳米颗粒具有类过氧化物酶活性以来，铁基纳米酶在肿瘤催化治疗和抗菌等方面备......
12月6日，中国科学院生物物理研究所研究员高利增和北京交通大学教授张金华在《先进科学》杂志发表论文，提出了一种红细胞模板化策略，以其丰富的血红蛋白作为铁源制备铁单原子纳米酶。纳米酶是一类具有类酶催化性......
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无机纳米材料通过催化作用驱动细胞活性氧（H2O2，O2·-，O2等）发生化学转化，是其毒性等生物学效应的重要来源，由此开展抗菌、抗氧化、抗肿瘤等生物应用是纳米医学的重要课题。中国科学院国家纳米科学中心......
中国科学技术大学教授卢征天、博士夏添等，利用原子阱痕量分析方法实现了对极稀有同位素钙-41的单原子灵敏检测，将该同位素丰度的检测极限压低至10-17（十亿亿分之一）量级，并演示了对骨头、岩石、海水等典......
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近日，中国科学院大连化学物理研究所张涛院士、副研究员杨冰团队，与太原理工教授王俊文、澳大利亚国立大学研究员于丽娟合作，在单原子催化剂动态转化以及不同单原子物种定量统计方面取得新进展。研究表明，可通过惰......
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