Nanozymer, enzymliknande katalytiska nanomaterial, anses vara nästa generation av enzymhärmare eftersom de inte bara övervinner naturliga enzymers inneboende begränsningar, men har också unika egenskaper i jämförelse med konventionella artificiella enzymer. Tills nu, massor av nanomaterial har utforskats för att efterlikna olika naturliga enzymer, såsom peroxidas, oxidas, katalas, och hydrolas. Särskilt, enorma ansträngningar har ägnats åt peroxidasliknande nanozymer på grund av deras tillämpningar inom biomedicinsk diagnos, bioavbildning, anti-biopåväxt beläggningar, etc.
Medan genombrott i peroxidasliknande nanozymer har gjorts nyligen, de flesta studier är baserade på trial-and-error-strategier för att identifiera och syntetisera lämpliga peroxidashärmare. De rationella strategierna för att designa effektiva nanozymer med peroxidasliknande aktivitet kommer att vara ett stort steg framåt inom detta viktiga och framväxande område, eftersom det kräver identifiering av prediktiva deskriptorer – strukturella egenskaper hos nanomaterialen som kan användas som proxy för deras peroxidasliknande aktiviteter.
För att möta denna utmaning, Wei och medarbetare rapporterade att effektiviteten av en deskriptor baserad på ockupationen av antibindning, t.ex. orbitaler (dvs. t.ex. beläggning) för att förutsäga och optimera den peroxidasliknande aktiviteten hos nanomaterial av perovskitövergångsmetalloxid (TMO). De identifierade ett vulkansamband mellan beläggning och den katalytiska aktiviteten:nämligen, perovskite TMOs med en beläggning på runt en och noll (eller två) uppvisade den högsta och lägsta peroxidasliknande aktiviteten, respektive. Vulkanförhållandet rationaliserades ytterligare genom beräkningar av densitetsfunktionella teorin (DFT). Beläggningsbeskrivningen förutspådde framgångsrikt den peroxidasliknande aktiviteten hos binära TMO:er med samma oktaedriska koordinationsgeometrier.
Denna studie ger inte bara en enkel och prediktiv aktivitetsbeskrivning för att vägleda sökandet efter högaktiva peroxidashärmar utan också molekylära insikter för att förstå mekanismerna för de nanozymkatalyserade reaktionerna.
