構筑成對原子(atom-pair engineering)以及改善單原子納米酶催化劑的性能非常重要同時具有挑戰。有鑒于此,清華大學李亞棟院士、中國科學院生物物理研究所高利增研究員、北京師范大學毛蘭群教授、中國科學院寧波材料研究所田子奇研究員等報道構筑了Zn-SA/CNCl SAzyme的成對原子催化劑,這個催化劑中含有Zn-N4作為催化位點,Zn-N4Cl1作為調節位點。
本文要點
(1)
Zn-N4Cl1催化調節位點能夠增強Zn-N4位點的模擬過氧化酶催化活性,因此最大反應速率、催化反應常數、催化反應效率分別比Zn-SA/CN SAzyme催化劑高346倍、1496倍、133倍。
(2)
Zn-SA/CNCl SAzyme酶在體內實驗和體外實驗中都表現優異的過氧化酶擬酶抑制腫瘤生長的性能。DFT理論計算結果顯示Zn-N4Cl1位點能夠調節Zn-N4位點上的*H2O2吸附,有助于Zn-N4位點重新暴露,因此改善催化反應速率。
這項工作展示了通過成對原子工程催化劑設計策略改善過氧化酶擬酶催化劑的設計理念。
參考文獻
Wei, S., Ma, W., Sun, M. et al. Atom-pair engineering of single-atom nanozyme for boosting peroxidase-like activity. Nat Commun 15, 6888 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-51022-4
https://www.nature.com/articles/s41467-024-51022-4