In Situ Cu‐N Sites: Weak Interactions Drive Strong Catalysis by Mimicking Cu–His Metallocofactor

催化作用 活动站点 氧化还原 原位 化学 电子转移 吸附 咪唑 反应机理 化学物理 反应中间体 光化学 材料科学 傅里叶变换红外光谱 组合化学 组氨酸 红外光谱学 反应速率 内在活性 催化循环 化学工程 谱线 反应中间体 分子开关 纳米技术 光谱学 多相催化 化学反应
作者
Wenting Wu,Chao Peng,Jing Li,E. K. Wang
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:22 (14): e13786-e13786
标识
DOI:10.1002/smll.202513786
摘要

Structural bionics have been widely adopted in nanozyme design, yet catalytic activity remains constrained within intrinsic active centers due to their rigid frameworks. Here, by simply introducing imidazole (ImH) into the reaction system, we unlock in situ generated active sites upon the inherent centers, achieving a 110-fold enhancement in the maximum reaction rate of 2,4-chlorophenol oxidation catalyzed by CuO nanozymes. Mechanistic investigations reveal that Cu─N sites dynamically formed via reversible coordination of ImH on the CuO surface act as superior reactive sites, replacing the static Cu─O centers. Crucially, synergistic electronic modulation promotes Cu redox reversibility in ImH-coordinated CuO, evidenced by a more positive reduction potential and reduced potential difference (ΔE = 93 mV), thus accelerating electron transfer during catalytic oxidation. Moreover, similar to the dynamic coordination of histidine residues during enzymatic catalysis, reversible shifts in wavenumber and variations in peak intensity are observed in the in situ FTIR spectra when comparing the states of ImH adsorption and co-catalytic oxidation, highlighting the substrate-responsive adaptability of the Cu─N sites. This co-factor assisted nanozyme system unveils a new class of catalytic sites accessed through relatively weak molecular interactions and establishes a foundation for adaptive engineering of enzyme-mimicking coordination environment.
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
GuojieWu发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
飞天小猫发布了新的文献求助10
1秒前
kcp发布了新的文献求助10
1秒前
l玖应助高大荔枝采纳,获得10
2秒前
科研通AI6.3应助高大荔枝采纳,获得10
2秒前
脑洞疼应助高大荔枝采纳,获得10
2秒前
Genius发布了新的文献求助10
3秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
3秒前
星星点灯应助科研通管家采纳,获得30
3秒前
HH应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
爆米花应助我要读博采纳,获得10
3秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
Moonpie应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
Moonpie应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
追寻芷应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
酷波er应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
4秒前
Moonpie应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
Moonpie应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
Leanne应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
Hello应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
5秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
田様应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
ding应助欧阳懿采纳,获得10
5秒前
9秒前
传奇3应助Felix采纳,获得10
9秒前
高分求助中
(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
A Research Agenda for Law, Finance and the Environment 800
Development Across Adulthood 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
A Time to Mourn, A Time to Dance: The Expression of Grief and Joy in Israelite Religion 700
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6446729
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8259968
关于积分的说明 17596769
捐赠科研通 5507854
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2902149
邀请新用户注册赠送积分活动 1879141
关于科研通互助平台的介绍 1719394