Enzimler vücudumuzdaki ana katalizörlerdir ve biyojik analizlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle, hidrojen peroksit varlığında renkli bir ürün haline gelmek için şeffaf kolorimetrik substratları oksitleyen peroksidaz, kolorimetrik biyojik analizlerde kullanılan en yaygın enzimdir.

Bununla birlikte, proteinlerden oluşan doğal enzimler, sıcaklık ve pH'a karşı kararsız, sentezlenmesi zor ve maliyetlidir. Nanoenzimler ise proteinlerden oluşmaz, bu da enzimlerin dezavantajlarının sağlamlıkları ve yüksek üretkenlikleriyle üstesinden gelebilecekleri anlamına gelir. Buna karşılık, çoğu nanonenzimlerin seçiciliği yoktur; örneğin, peroksidaz taklit eden nanoenzimler, hidrojen peroksitin yokluğunda kolorimetrik substratları oksitleyen oksidaz benzeri bir aktivite sergiler, bu da onları hidrojen peroksit gibi hedef malzemeleri tam olarak tespit etmekten uzak tutar.

Kimya ve Biyomoleküler Mühendisliği Bölümü'nden Profesör Jinwoo Lee ve ekibi, üstün katalitik aktivite ve hidrojen peroksite doğru seçiciliği olan bir peroksidazı taklit eden nanoenzimi sentezleyebildi. İhmal edilebilir peroksidaz benzeri aktiviteye sahip olan azot ve borun grafen içine katılması, doğal peroksidazı doğru şekilde taklit etmek için oksidaz benzeri aktivite olmadan peroksidaz benzeri aktiviteyi seçici bir şekilde arttırdı ve peroksidazı değiştirmek için güçlü bir aday haline geldi.

Deneysel sonuçlar hesaplamalı kimya ile de doğrulandı. Azot ve bor katkılı grafen, önemli bir nörotransmiter olan asetilkolinin kolorimetrik tespitine uygulandı ve asetilkolinin doğa peroksidazından bile daha iyi tespit edildi.

Profesör Lee, “Mevcut enzimleri değiştirme potansiyeli nedeniyle nanoenzimleri incelemeye başladık. Bu çalışma ile seçicilikle birlikte yüksek enzim aktivitesine sahip nanozimleri sentezlemek için çekirdek teknolojiler sağladık. Alzheimer hastalığını hızlı bir şekilde teşhis etmek için asetilkolinin etkili bir şekilde saptanması için uygulanabileceklerine inanıyoruz.

Kaynak : sciencedaily