Hydrolase mimic via second coordination sphere engineering in metal-organic frameworks for environmental remediation

金属有机骨架 化学 环境修复 水解酶 纳米技术 环境科学 有机化学 材料科学 生物化学 污染 生物 生态学 吸附
作者
Xin Yuan,Xiaoling Wu,Jun Xiong,Binhang Yan,Ruichen Gao,Shuli Liu,Min‐Hua Zong,Jun Ge,Wen‐Yong Lou
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:14 (1): 5974-5974 被引量:63
标识
DOI:10.1038/s41467-023-41716-6
摘要

Enzymes achieve high catalytic activity with their elaborate arrangements of amino acid residues in confined optimized spaces. Nevertheless, when exposed to complicated environmental implementation scenarios, including high acidity, organic solvent and high ionic strength, enzymes exhibit low operational stability and poor activity. Here, we report a metal-organic frameworks (MOFs)-based artificial enzyme system via second coordination sphere engineering to achieve high hydrolytic activity under mild conditions. Experiments and theoretical calculations reveal that amide cleavage catalyzed by MOFs follows two distinct catalytic mechanisms, Lewis acid- and hydrogen bonding-mediated hydrolytic processes. The hydrogen bond formed in the secondary coordination sphere exhibits 11-fold higher hydrolytic activity than the Lewis acidic zinc ions. The MOFs exhibit satisfactory degradation performance of toxins and high stability under extreme working conditions, including complicated fermentation broth and high ethanol environments, and display broad substrate specificity. These findings hold great promise for designing artificial enzymes for environmental remediation.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
Li完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
123完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
华仔应助zhoazhoazhao123采纳,获得10
2秒前
YI123456发布了新的文献求助10
3秒前
Owen应助我要吃挂面采纳,获得10
4秒前
4秒前
济南青年发布了新的文献求助10
5秒前
CodeCraft应助junjun采纳,获得10
5秒前
6秒前
761完成签到,获得积分10
6秒前
hannah完成签到,获得积分10
6秒前
lys发布了新的文献求助10
7秒前
wsnssbnhbx1完成签到,获得积分10
7秒前
隐形的白容完成签到,获得积分10
7秒前
枕韶发布了新的文献求助20
7秒前
8秒前
8秒前
xianyu发布了新的文献求助10
8秒前
temp应助CSKC采纳,获得10
8秒前
8秒前
9秒前
10秒前
wsnssbnhbx1发布了新的文献求助80
10秒前
11秒前
科研卅发布了新的文献求助10
11秒前
lixc完成签到,获得积分20
12秒前
曾煌祥完成签到,获得积分10
12秒前
ainstain完成签到,获得积分10
12秒前
zhangcdoctor发布了新的文献求助10
13秒前
高高尔容发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
13秒前
wang应助Elen1987采纳,获得10
14秒前
安南发布了新的文献求助10
15秒前
羟甲基戊二酸单酰辅酶A完成签到,获得积分10
15秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7192239
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8828762
关于积分的说明 18639938
捐赠科研通 6827474
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3175647
关于科研通互助平台的介绍 2327482
邀请新用户注册赠送积分活动 2150034