中国科学院纳米酶工程实验室

从纳米的世界探索酶的奥秘

中国科学院纳米酶工程实验室（以下简称“实验室”）成立于2019年，其宗旨是推进纳米酶催化机理和应用研究。实验室实行理事会负责制，依托中国科学院生物物理研究所，所长许瑞明研究员任实验室理事长，阎锡蕴院士担任首届实验室主任。

纳米酶是该实验室提出的新概念，如今已被写入教科书《酶工程》、《全国大百科全书》和《生物物理学名词》。实验室2007年发表的原始论文被誉为纳米酶领域的奠基之作，已经被引用4500多次，在纳米酶发现和应用方面的工作先后入选2007和2012年度中国十大科学进展，获得国家自然科学奖二等奖和Atlas国际奖。应施普林格·自然出版社邀请，2020年主编《Nanozymology》英文专著出版，迄今已下载42000余次。2022年纳米酶被国际组织IUPAC评为全球十大新兴技术。2022年12月27日科睿唯安宣布纳米酶是前沿学科的热点研究领域。

纳米酶作为一类蕴含生物催化功能的新型纳米材料，不仅能够在温和的生理条件下催化，也能够在极端（如高温或低温﹣20℃）的条件下催化，遵循酶促反应动力学，并且可以作为酶的替代物用于生命科学与医学。鉴于纳米酶催化活性高、反应条件温和、稳定性好、成本低、易于大规模生产等优点，其应用研究已广泛涉及生物、医学、农业、工业、环境、能源等多个方面，逐渐形成了一个新领域。目前全球已经有55个国家的420多家研究单位从事纳米酶的相关研究，已有1200多种不同材料的纳米酶被报道。纳米酶作为一种全新的研究范式，推动了纳米材料科学、化学、酶学、生物和医学之间的深度交叉融合。

纳米酶催化的独特性表现在三方面：1纳米酶是一种双功能分子，既有理化特性（如光、声、电、磁等）又蕴含酶的催化特性。有趣的是，二者之间还有内在联系并互相调节；2纳米酶催化不仅受其纳米结构的影响，还受到微环境的调控。比如，有些纳米酶在pH中性条件下表现为抗氧化活性，而在酸性条件下表现为促氧化活性；3纳米酶的多酶催化特性，一种纳米酶可催化多种底物，产生级联反应。这些鲜明的特点使纳米酶成为新材料，为设计复杂多样的催化体系，解决一些用当前催化剂还不能克服的难点问题，提供了新的机遇。

实验室正在利用纳米酶的上述特点，巧妙设计并发展了一系列纳米酶新技术，与同道一起制定了纳米酶术语、纳米酶国家与国际ISO标准；通过解析纳米酶的构-效关系，提升其催化活性和底物选择性，实现了纳米酶的理性设计并使其催化活性接近甚至超越天然酶。在纳米酶检测、纳米酶抗生素、纳米酶催化治疗方面发表论文254篇，发明专利41项。据此，成立了“纳么美”科技有限公司，分布在北京、南京、常州，推动了纳米酶新技术的产业化。目前实验室正围绕重大的临床需求，发展纳米酶催化医学，服务于人类健康。

北京市朝阳区大屯路15号

中国科学院生物物理研究所