Bionic design of cytochrome c oxidase-like single-atom nanozymes for oxygen reduction reaction in enzymatic biofuel cells

细胞色素c氧化酶 催化作用 血红素 血红素A 细胞色素c 化学 电子传输链 活动站点 氧化酶试验 葡萄糖氧化酶 氧气 组合化学 材料科学 生物化学 有机化学 线粒体
作者
He Zhang,Liang Huang,Jinxing Chen,Ling Liu,Xinyang Zhu,Weiwei Wu,Shaojun Dong
出处
期刊:Nano Energy [Elsevier BV]
卷期号:83: 105798-105798 被引量:31
标识
DOI:10.1016/j.nanoen.2021.105798
摘要

Designing an artificial enzyme, from the perspective of bionics, to mimic the catalytic activity of natural enzymes is highly desirable but remains challenges. In response to the simulation of biological structure, we developed cytochrome c oxidase (CcO)-like single-atom nanozymes with FeN5 active centers (FeN5 SAs) in this work. Similar to the spatial structure of heme a3 in natural CcO, the active center of FeN5 SAs is axial N-coordinated heme-like structure and can be served as oxygen-binding site to complete oxygen reduction reaction (ORR) in respiratory electron transport chain by catalyzing the oxidation of cytochrome c (Cyt c). Depending on this bionic structure, furthermore, FeN5 SAs exhibited competitive electrocatalytic performance towards ORR with a half-wave potential of 0.67 V (vs. RHE) at neutral condition. Coupling a glucose dehydrogenase (GDH) bioanode, the FeN5 SAs-based glucose/O2 enzymatic biofuel cell (EBFC) obtained a maximum power density of 149.2 ± 4.0 μW cm−2 with an open circuit potential of 0.40 ± 0.01 V. In this study, inspired by the native structure of enzymes, we develop CcO-like FeN5 SAs and expand its application in EBFCs, which may provide an rational research approach to advance the development of nanozymes.
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
Belinda发布了新的文献求助10
3秒前
5秒前
5秒前
6秒前
哈哈哈发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
上官若男应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
一一应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
烟花应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
iNk应助科研通管家采纳,获得20
10秒前
10秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
10秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得30
11秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
pluto应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
隐形曼青应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
CipherSage应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
pluto应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
12秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
Micro_A应助科研通管家采纳,获得10
12秒前
科研通AI5应助qiulong采纳,获得10
12秒前
shisui应助科研通管家采纳,获得30
12秒前
12秒前
李爱国应助Belinda采纳,获得10
13秒前
zhi发布了新的文献求助10
14秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
ISCN 2024 – An International System for Human Cytogenomic Nomenclature (2024) 3000
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 2000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
105th Edition CRC Handbook of Chemistry and Physics 1600
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Mindfulness and Character Strengths: A Practitioner's Guide to MBSP 380
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3776783
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3322227
关于积分的说明 10209307
捐赠科研通 3037454
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1666696
邀请新用户注册赠送积分活动 797627
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 757976