Tailored Metal–Organic Framework‐Based Nanozymes for Enhanced Enzyme‐Like Catalysis

金属有机骨架 催化作用 化学 纳米技术 酶催化 金属 组合化学 材料科学 有机化学 吸附
作者
Zhichao Yu,Zhenjin Xu,Ruijin Zeng,Man Xu,Minglang Zou,Da Huang,Zuquan Weng,Dianping Tang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:137 (7) 被引量:14
标识
DOI:10.1002/ange.202420200
摘要

Abstract The global crisis of bacterial infections is exacerbated by the escalating threat of microbial antibiotic resistance. Nanozymes promise to provide ingenious solutions. Here, we reported a homogeneous catalytic structure of Pt nanoclusters with finely tuned metal–organic framework (ZIF‐8) channel structures for the treatment of infected wounds. Catalytic site normalization showed that the active site of the Pt aggregates structure with fine‐tuned pore modifications structure had a catalytic capacity of 14.903×10 5 min −1 , which was 18.7 times higher than that of the Pt particles in monodisperse state in ZIF‐8 (0.793×10 5 min −1 ). In situ tests revealed that the change from homocleavage to heterocleavage of hydrogen peroxide at the interface of the nanozyme was one of the key reasons for the improvement of nanozyme activity. Density‐functional theory and kinetic simulations of the reaction interface jointly determine the role of the catalytic center and the substrate channel together. Metabolomics analysis showed that the developed nanozyme, working in conjunction with reactive oxygen species, could effectively block energy metabolic pathways within bacteria, leading to spontaneous apoptosis and bacterial rupture. This pioneering study elucidates new ideas for the regulation of artificial enzyme activity and provides new perspectives for the development of efficient antibiotic substitutes.
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