Nanozimi, nanomateriali catalitici simili agli enzimi, sono considerati la prossima generazione di imitatori di enzimi perché non solo superano i limiti intrinseci degli enzimi naturali, ma possiedono anche proprietà uniche rispetto agli enzimi artificiali convenzionali. Fino ad ora, molti nanomateriali sono stati esplorati per imitare vari enzimi naturali, come la perossidasi, ossidasi, catalasi, e idrolasi. Particolarmente, enormi sforzi sono stati dedicati ai nanozimi simili alla perossidasi a causa delle loro applicazioni nella diagnosi biomedica, bioimmagini, rivestimenti anti-biofouling, eccetera.
Mentre di recente sono state fatte scoperte nei nanoenzimi simili alla perossidasi, la maggior parte degli studi si basa su strategie per tentativi ed errori per identificare e sintetizzare mimici della perossidasi adatti. Le strategie razionali per la progettazione di nanozimi efficaci con attività simile alla perossidasi rappresenteranno un importante passo avanti in questo importante ed emergente campo, perché richiede l'identificazione di descrittori predittivi - caratteristiche strutturali dei nanomateriali che possono essere utilizzati come proxy per le loro attività simili alla perossidasi.
Per vincere questa sfida, Wei e collaboratori hanno riferito che l'efficacia di un descrittore basato sull'occupazione di antilegame, ad esempio orbitali (cioè, es. occupazione) per prevedere e ottimizzare l'attività simile alla perossidasi dei nanomateriali di ossido di metallo di transizione perovskite (TMO). Hanno identificato una relazione vulcano tra l'occupazione e l'attività catalitica:vale a dire, i TMO di perovskite con un'occupazione di circa uno e zero (o due) hanno mostrato l'attività simile alla perossidasi più alta e più bassa, rispettivamente. La relazione vulcano è stata ulteriormente razionalizzata dai calcoli della teoria del funzionale della densità (DFT). Il descrittore di occupazione ha predetto con successo l'attività simile alla perossidasi di TMO binari con le stesse geometrie di coordinazione ottaedrica.
Questo studio fornisce non solo un descrittore di attività semplice e predittivo per guidare la ricerca di imitatori di perossidasi altamente attivi, ma anche approfondimenti molecolari per comprendere i meccanismi delle reazioni catalizzate dai nanozimi.
