中国科学院化学研究所胶体、界面与化学热力学实验室李峻柏

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中国科学院化学研究所李峻柏研究员团队通过整合合成纳米酶和天然ATP合酶作为区室化结构提出了一种新的模拟线粒体氧化磷酸化的方法。利用空心二氧化硅微球的金纳米颗粒(AuNPs) 负载葡萄糖氧化酶和过氧化物酶。在AuNPs催化剂和氧气存在下，进行级联反应将葡萄糖转化为葡萄糖酸，同时产生过氧化氢（H2O2），生成的葡萄糖酸使得周围的pH降低并产生质子梯度。然后，质子扩散穿过蛋白脂质体膜，驱动空心二氧化硅微球的表面上重构的天然ATP合酶，将ADP和无机磷酸转化为ATP。通过AuNPs的重整可以清除产生的H2O2，以消除可能对ATP合酶的氧化。这种组装形成的人工酶具有类似线粒体内酶氧化磷酸化的高活性。该项工作提供了一个新的天然人工酶的制备方案，在ATP驱动的生物能源供应系统中具有很大的应用前景。研究成果以题为“Nanozyme-Catalyzed Cascade Reactions for Mitochondria-Mimicking Oxidative Phosphorylation”发布在国际著名期刊Angew. Chem. Int. Ed.上。