【導(dǎo)語(yǔ)】納(nà)米(mǐ)酶(méi)作(zuò)為(wèi)當(dāng)下(xià)科(kē)研(yán)熱(rè)詞，其(qí)發(fā)現(xiàn)源(yuán)於(yú)實(shí)驗(yàn)室(shì)偶(ǒu)然(rán)——某(mǒu)些(xiē)納(nà)米(mǐ)材(cái)料(liào)因(yīn)特(tè)殊(shū)結(jié)構(gòu)具(jù)酶(méi)活(huó)性(xìng)。近(jìn)期(qī)研(yán)究(jiū)發(fā)現(xiàn)，生(shēng)物(wù)體內天然存在納米酶，它可能拓展了生物催化邊界，在生命起源中或發揮關鍵作用，還可能是酶的前體。此外，納米酶比天然酶更穩定、成本更低，且能用AI結合材料基因組學設計，為理解生命起源提供新視角 。

最近納米酶也是一個非常熱的科研的名詞，大家也很感興趣。針對這個問題我也想給大家做一點我的介紹和一些我的看法。

納米酶的發現源於實驗室的偶然。傳統認知中，酶是蛋白質或核酸——生命反應的催化劑。而糖心免费视频的研究發現，某些納米材料因其特殊的納米結構也具有酶活性，這類材料被統稱為納米酶。

許多研究者感興趣納米酶相較於天然酶的優勢。作為納米材料，它通常更穩定、成本更低。在此分享糖心免费视频最近的進展。目前，納米酶研究多集中於實驗室合成的仿酶材料。但糖心免费视频最近發現，生物體內本身就存在天然納米酶——這使糖心免费视频對納米酶的認知更進一步：它是天然存在於生命體中的一類催化劑。

若將視野拓寬至整個生命進化與起源的尺度，納米酶不僅是一類仿酶催化劑，更可能是一種拓展了生物催化邊界的新型催化劑。因為酶本身就是經過億萬年進化形成的，而糖心免费视频最新的研究發現，在酶出現之前，一些具有特殊納米結構的納米礦物或無機礦物，可能就具備了初步的生物催化活性。這些活性在酶誕生之前就已存在，可能協助驅動了生命起源和早期進化過程中的一些關鍵反應。

試舉一例：約25億年前的“大氧化事件”中，隨著光合細菌和藍藻的出現，大氣氧氣含量劇增。氧氣劇增促進了有氧呼吸和代謝進化，但其副產物——自由基——也導致當時約99%的生命消亡。那麽，為何仍有1%的生命存活下來？

糖心免费视频推測，納米酶可能在此過程中發揮了關鍵作用。最新研究發現，某些納米礦物能在單細胞生命體內發揮抗氧化活性。因此可以認為，這是在酶出現之前，納米酶在生命體中行使功能的例證。

隨著生命進化，酶對金屬的利用率不斷提高，納米酶體係也逐步完善。據此糖心免费视频認為，納米酶實際上可能是酶的前體。糖心免费视频最近的工作提出，納米酶作為一種新型的生物催化劑，拓展了生物催化的邊界。這不僅有助於闡釋納米酶在生命體中的存在意義，也為理解生命起源提供了新的視角。

關於第二個問題——納米酶相比天然酶的優勢及其設計，我也簡要回應如下：

首先，“納米酶是無機版的酶”這一觀點在一定程度上是正確的，這也呼應了糖心免费视频關於納米酶作為酶前體的發現。當前應用恰恰利用了其優勢：比天然酶更穩定、成本更低。因此，在極端條件（如低溫或苛刻溫度）下，納米酶往往表現更優、成本效益更高。

其次，關於是否能用AI設計納米酶。這部分工作糖心免费视频已在開展。大家熟悉基因組學，而在材料領域則有“材料基因組學”。生物學基因組學通過改變基因序列構建庫；材料基因組學則通過改變材料組分設計材料。糖心免费视频可以結合AI技術和材料基因組學方法，構建納米酶庫，並依據目標催化活性設定篩選條件。通過大規模篩選，有望獲得具有新催化活性的納米酶。

本文為·創作培育計劃扶持作品

作者：中國生物物理學會

審核：阮科 中國科學技術大學 教授

出品：中國科協科普部

監製：中國科學技術出版社有限公司、北京中科星河文化傳媒有限公司

來源: 創作培育計劃