李春忠、顾金楼：仿生催化材料研究新进展

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近日，华东理工大学上海多级结构纳米材料工程技术研究中心李春忠教授和顾金楼教授课题组，报道了铈基金属有机骨架（Ce-MOF）具有独特的类腺苷三磷酸双磷酶活性，能够高效催化高能磷酸键的水解，实现并干预三磷酸腺苷（ATP）和二磷酸腺苷（ADP）分子的脱磷酸化过程。该工作以“Intrinsic Apyrase-Like Activity of Cerium-Based Metal-OrganicFrameworks: Dephosphorylation of Adenosine Tri- and Diphosphate”为题，发表于Angew. Chem. Int. Ed. 期刊，得到审稿人和编辑的高度认可，认为对ATP/ADP参与的生命活动过程具有重要的意义，并被推荐为VIP论文，被国际权威学术新闻媒体ChemistryViews 作为亮点评述。

       ATP和ADP作为重要的生物信号分子，参与许多生理过程，如血液凝结、炎症和免疫反应、能量代谢等。腺苷三磷酸双磷酶作为一类重要的细胞外酶，通过高效催化ATP和ADP的高能磷酸键水解，调节生理过程和推动生命活动。因此，发展能够模拟腺苷三磷酸双磷酶的仿生材料，实现ATP和ADP分子的脱磷酸化过程，有着重要的意义。
       近年来，金属有机骨架（MOFs）作为一类快速发展的多孔晶体材料，它们的有序多孔结构提供了丰富和高活性的金属位点，使MOFs作为仿生催化材料具有独特的吸引力。研究人员发现：与天然腺苷三磷酸双磷酶相比，仿生的Ce-MOF具有二价阳离子独立性，不依赖于钙离子作为辅因子以结合和极化ATP 或ADP的末端磷酸基团，同时具有宽泛的工作条件和出色的稳定性，能够在生理条件下，选择性催化水解ATP和ADP的末端磷酸酯键，而对AMP和其他非核苷磷酸酯中的磷酸单酯键不具有显著的水解活性。在脱磷酸化机制中，Ce(IV)-OH起到了关键性作用，Ce(IV)能够有效地结合和极化ATP的高能磷酸键，使其能够受到表面羟基或水分子的亲核进攻而水解；而少量Ce(III)可能作为协同位点，促进水分子的亲核进攻，提高水解效率。
       细胞外ADP作为重要的信号分子，能够诱导血小板聚集。作者通过制备柔性的Ce-MOF薄膜，发现膜材料对ADP诱导的血小板聚集有着显着的抑制作用。考虑到ATP和ADP的脱磷酸化过程在生命活动中具有重要地位，该工作为设计和发展模拟腺苷三磷酸双磷酶的仿生材料，干预和调节ATP和 ADP相关的生理过程，提供了一种新的策略。
       该论文主要由博士后杨健在李春忠教授和顾金楼教授的指导下完成，该研究得到了国家自然科学基金和上海市自然科学基金的支持。
       原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202008259
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       文章来源：华东理工大学
       李春忠，华东理工大学化工学院教授、傅导，国家杰出青年基金获得者、长江学者特聘教授，化工学院院长，上海市多级结构纳米材料工程技术研究中心主任。1989年7月本科毕业于华东理工大学无机化工专业，1997年3月获华东理工大学化学工程专业博士学位，1998年11月晋升教授。2002年7月-2015年11月任超细材料制备与应用教育部重点实验室主任，2015年11月-2018年12月任华东理工大学材料科学与工程学院院长，2018年12月起任现职。上海市政协常委，英国皇家化学会会士(FRSC)，纳米材料化工科技部重点领域创新团队负责人，国家“万人计划”科技创新领军人才，入选国家百千万人才工程并被授予“有突出贡献中青年专家”，国务院政府特殊津贴专家，全国优秀教师，全国优秀科技工作者'，教务部跨世纪优秀秀人才，上海领军人才，上海市优秀学科带头人。国家自然科学基金委员会策十二、十三届化学科学部专家评审组成员。先后担任《Chin.J.Chem.Eng》副主编、《Ind.End.Chem.Res》和《Particuology》顾问编委。主要从事纳米材料及材料化学工程领域的研究。授权中国发明专利78项。.在Energy Environ Sci.、Adw Malcr.、Angcw. Chem. Int. Ed.、AIChE J.、Chem. Eng. Sci.等国际著名专业学术刊物上发表SCI论文440余篇，发表论文总被引用23800余次(Google  Scholar) , ESI高被引论文38篇。作为第一完成人获2009年度国家科技进步二等奖、2017年度上海市技术发明一等奖、2014年度上海市自然科学一等奖、2010年度教育部自然科学一等奖，2009、2006和2004年度上海市科技进步一等奖，以及省部级科技进步二等奖1项和自然科学二等奖2项。2018年入选科睿唯安跨学科领域全球高被引科学家。
       顾金楼，华东理工大学教授，博士生导师。主要研究方向：有机-无机杂化材料的合成及其传感特性，多孔材料的纳米化及智能药物控释和多孔材料用于生物分子分离与检测。目前已在国内外专业期刊如Advanced materials，Advanced Functional Materials, Small，Journal of Physical Chemistry Letters等高端杂志发表SCI学术论文60余篇，单篇最高影响因子17.49，论文他引总计1800余次，H因子达到19。发明专利2项，其中1项生产权已转让于日本松下电器公司。参与翻译专著生物系统纳米技术一部。主持国家自然科学基金，上海市创新重点基金，上海市纳米专项基金，上海市浦江人才基金，教育部博士点基金等多项。