新型适冷纳米酶用于低温杀灭流感病毒

以下文章来源于纳米酶 Nanozymes ，作者Nanozymes

近日，西北工业大学张连兵团队和中国科学院生物物理研究所高利增研究员等人，在适冷纳米酶的开发及其低温抗病毒领域取得重要研究进展。相关工作以“Manganese based metal-organic framework as cold-adapted nanozyme”为题，发表于Advanced Materials。

基于天然适冷酶（在甚至0 ℃以下具有高效催化性能）的低温生物催化可为低温生物医学和绿色化学提供极具前景的解决途径。然而，天然适冷酶稳定性极差，低温催化机制复杂且缺乏统一的结构模型，极大程度限制了传统酶工程的改性与实际应用。如何开发高效稳定的人工适冷酶是当前该领域研究的重要挑战。纳米酶作为新一代人工酶已引发广泛的关注，其中，金属有机框架（MOF）材料因具有类天然金属酶的金属-有机配位结构，广泛且灵活的结构与组份调控性和可裁剪性，被视为仿天然酶最具潜力的纳米酶。

受天然适冷酶（锰氧化酶）的结构启发，本研究以MOF为平台，基于理性设计与精准构筑创新性地开发了基于超小锰基MOF的适冷纳米酶nMnBTC。不仅在0 ℃的低温区表现出优异的类酶催化活性，且在温度升至中温区（45 ℃）的过程中催化活性几乎不变，这一现象突破了天然酶和常规人工酶只在特定温区具有最佳活性的传统认知。进一步，结合先进技术表征、催化反应机制解析和理论计算，深入揭示nMnBTC的低温催化机制。该纳米酶具备高活性的催化活性中心（兼具混合高价态和配位不饱和特性的Mn-O键），优异的底物亲和力和一定柔性的分子构象，是决定其作为的适冷纳米酶的关键结构因子，为人工适冷酶的构筑提供重要理论模型。在此基础上，构建了以nMnBTC为关键组件的新型低温抗病毒策略，在低至-20 ℃的低温条件下对H1N1流感病毒表现出高效的杀伤性能。

转自：“NANO学术”微信公众号

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