Uma equipe de pesquisa do KAIST dopou nitrogênio e boro em grafeno para aumentar seletivamente a atividade semelhante à peroxidase e conseguiu sintetizar uma nanozima que imita a peroxidase com baixo custo e atividade catalítica superior. Esses nanomateriais podem ser aplicados no diagnóstico precoce da doença de Alzheimer.

As enzimas são os principais catalisadores em nosso corpo e são amplamente utilizadas em bioensaios. Em particular, peroxidase, que oxida substratos colorimétricos transparentes para se tornar um produto colorido na presença de peróxido de hidrogênio, é a enzima mais comum usada em bioensaios colorimétricos.

Contudo, enzimas naturais que consistem em proteínas são instáveis ​​contra a temperatura e o pH, difícil de sintetizar, e caro. Nanozimas, por outro lado, não consistem em proteínas, o que significa que as desvantagens das enzimas podem ser superadas com sua robustez e alta produtividade. Em contraste, a maioria das nanonzimas não tem seletividade; por exemplo, As nanozimas que mimetizam peroxidase demonstram atividade semelhante à oxidase que oxida substratos colorimétricos na ausência de peróxido de hidrogênio, que os mantém longe de detectar com precisão os materiais alvo, como o peróxido de hidrogênio.

O professor Jinwoo Lee do Departamento de Engenharia Química e Biomolecular e sua equipe foram capazes de sintetizar uma nanozima que imita a peroxidase com atividade catalítica superior e seletividade para o peróxido de hidrogênio. Co-dopagem de nitrogênio e boro em grafeno, que tem atividade semelhante à peroxidase insignificante, aumentou seletivamente a atividade semelhante à peroxidase sem atividade semelhante à oxidase para imitar com precisão a peroxidase natural e tornou-se um candidato poderoso para substituir a peroxidase.

Os resultados experimentais também foram verificados com química computacional. O grafeno co-dopado com nitrogênio e boro também foi aplicado na detecção colorimétrica de acetilcolina, que é um neurotransmissor importante e detectou com sucesso a acetilcolina ainda melhor do que a peroxidase natural.

Professor Lee disse, “Começamos a estudar as nanozimas devido ao seu potencial para substituir as enzimas existentes. Por meio deste estudo, garantimos tecnologias essenciais para sintetizar nanozimas que possuem alta atividade enzimática junto com seletividade. Acreditamos que eles podem ser aplicados para detectar eficazmente a acetilcolina para um diagnóstico rápido da doença de Alzheimer.