Bridging the Catalytic Turnover Gap Between Single‐Atom Iron Nanozymes and Natural Enzymes by Engineering the First and Second Shell Coordination
2023 · Advanced Materials
저자
Daeeun Choi, Hyeonjung Tari Jung, Jihye Im, Seung Yeop Yi, Seongbeen Kim, Donghyun Lee, Seonhye Park, 이창하 (Changha Lee), Jaeyun Kim, Jeong Woo Han, Jinwoo Lee
연구주제
Advanced Nanomaterials in Catalysis · Metal-Catalyzed Oxygenation Mechanisms
NTIS 과학기술표준분류
에너지/자원만에너지·환경·원자력 확장
가장 가까운 분류(화학 > 전기화학 > 에너지 변환/저장 전기화학)가 에너지·환경·원자력 확장 범위 밖이다.
AI 연구 키워드·방법
coordination engineering peroxidase like activity 단일원자 나노자임
키워드 (OpenAlex)
single-atom nanozymes coordination engineering peroxidase-like activity hydrogen bonding reaction mechanism anticancer activity
초록
Abstract Single‐atom nanozymes (SAzymes) constitute a promising category of enzyme‐mimicking materials with outstanding catalytic performance. The performance of SAzymes improves through modification of the coordination environments around the metal center. However, the catalytic turnover rates of SAzymes, which are key measures of the effectiveness of active site modifications, remain lower than those of natural enzymes, especially in peroxidase‐reactions. Here, the first and second shell coordination tuning strategy that yields SAzymes with structures and activities analogous to those of natural enzymes is reported. The optimized SAzyme exhibits a turnover rate of 52.7 s −1 and a catalytic efficiency of 6.97 × 10 5 M −1 s −1 . A computational study reveals that axial S‐ligands induce an alternative reaction mechanism, and SO 2 − functional groups provide hydrogen bonds to reduce the ac…
이 논문을 지원한 국가R&D 과제 (NTIS 성과)
| 연도 | 과제 | 부처 | 사업 | 수행기관 | NTIS 분류(1순위) |
|---|---|---|---|---|---|
| 2023 | 다공소재 계층화 시스템 기반 차세대 에너지저장 및 전환 | 과학기술정보통신부 | 개인기초연구(과기정통부) | 한국과학기술원 | 범위 밖 |
| 2024 | 고효율 수소생산을 위한 나노소켓 단일원자 금속합금 촉매의 합리적 설계 | 과학기술정보통신부 | 개인기초연구(과기정통부) | 서울대학 | 범위 밖 |
| 2024 | 증강된 항원특이적 면역관용을 유도하는 나노입자 기반 다발성경화증 치료용 백신 개발 | 과학기술정보통신부 | 개인기초연구(과기정통부) | 성균관대학 | 범위 밖 |
| 2024 | 중간체의 흡착세기를 독립적으로 제어할 수 있는 단일금속원자 기반의 촉매소재 합성 및 평가 | 과학기술정보통신부 | 미래소재디스커버리지원 | 포항공과대학 | 범위 밖 |
| 2024 | 셀룰로오스 기반 고체 전해질과 촉매 도입을 통한 고성능 및 친환경 전고체 리튬-황 전지 개발 | 산림청 | 목재자원의고부가가치첨단화기술개발 | 한국과학기술원 | 범위 밖 |
| 2024 | 방사광가속기공동이용연구지원사업 | 과학기술정보통신부 | 방사광가속기공동이용연구지원 | 포항공과대학 | 범위 밖 |
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