A Bioinspired Single‐Atom Fe Nanozyme with Excellent Laccase‐Like Activity for Efficient Aflatoxin B1 Removal

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作者
Lei Wang,Fei Liu,Lili Yao,Shuai Liu,Qiuping Wang,Hao Qu,Yuen Wu,Yu Mao,Zheng Lu
出处
期刊:Small [Wiley]
标识
DOI:10.1002/smll.202400629
摘要

Abstract The applications of natural laccases are greatly restricted because of their drawbacks like poor biostability, high costs, and low recovery efficiency. M/NC single atom nanozymes (M/NC SAzymes) are presenting as great substitutes due to their superior enzyme‐like activity, excellent selectivity and high stability. In this work, inspired by the catalytic active center of natural enzyme, a biomimetic Fe/NC SAzyme (Fe‐SAzyme) with O 2 ‐Fe‐N 4 coordination is successfully developed, exhibiting excellent laccase‐like activity. Compared with their natural counterpart, Fe‐SAzyme has shown superior catalytic efficiency and excellent stability under a wide range of pH (3.0–9.0), temperature (4–80 °C) and NaCl strength (0–300 m m ). Interestingly, density functional theory (DFT) calculations reveal that the high catalytic performance is attributed to the activation of O 2 by O 2 ‐Fe‐N 4 sites, which weakened the O─O bonds in the oxygen‐to‐water oxidation pathway. Furthermore, Fe‐SAzyme is successfully applied for efficient aflatoxin B 1 removal based on its robust laccase‐like catalytic activity. This work provides a strategy for the rational design of laccase‐like SAzymes, and the proposed catalytic mechanism will help to understand the coordination environment effect of SAzymes on laccase‐like catalytic processes.
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