Un equipo de investigación de KAIST dopó nitrógeno y boro en grafeno para aumentar selectivamente la actividad similar a la peroxidasa y logró sintetizar una nanozima que imita a la peroxidasa con un bajo costo y una actividad catalítica superior. Estos nanomateriales se pueden aplicar para el diagnóstico precoz de la enfermedad de Alzheimer.

Las enzimas son los principales catalizadores de nuestro organismo y se utilizan ampliamente en bioensayos. En particular, peroxidasa, que oxida sustratos colorimétricos transparentes para convertirlos en un producto coloreado en presencia de peróxido de hidrógeno, es la enzima más común que se utiliza en bioensayos colorimétricos.

Sin embargo, las enzimas naturales que consisten en proteínas son inestables frente a la temperatura y el pH, difícil de sintetizar, y costoso. Nanozimas, por otra parte, no constan de proteínas, lo que significa que las desventajas de las enzimas se pueden superar con su robustez y alta productividad. A diferencia de, la mayoría de las nanonzimas no tienen selectividad; por ejemplo, Las nanoenzimas que imitan la peroxidasa demuestran una actividad similar a la oxidasa que oxida los sustratos colorimétricos en ausencia de peróxido de hidrógeno. lo que los mantiene alejados de detectar con precisión los materiales objetivo, como el peróxido de hidrógeno.

El profesor Jinwoo Lee del Departamento de Ingeniería Química y Biomolecular y su equipo pudieron sintetizar una nanozima que imita la peroxidasa con una actividad catalítica superior y una selectividad hacia el peróxido de hidrógeno. Codopaje de nitrógeno y boro en grafeno, que tiene una actividad similar a la peroxidasa insignificante, aumentó selectivamente la actividad similar a la peroxidasa sin actividad similar a la oxidasa para imitar con precisión la peroxidasa natural y se ha convertido en un poderoso candidato para reemplazar la peroxidasa.

Los resultados experimentales también se verificaron con química computacional. El grafeno codopado con nitrógeno y boro también se aplicó a la detección colorimétrica de acetilcolina, que es un neurotransmisor importante y detectó con éxito la acetilcolina incluso mejor que la peroxidasa natural.

El profesor Lee dijo:"Comenzamos a estudiar las nanozimas debido a su potencial para reemplazar las enzimas existentes. A través de este estudio, Hemos asegurado tecnologías centrales para sintetizar nanozimas que tienen alta actividad enzimática junto con selectividad. Creemos que se pueden aplicar para detectar eficazmente la acetilcolina para diagnosticar rápidamente la enfermedad de Alzheimer.