🌿 Ферменты природы — удивительные молекулярные машины, запускающие жизненно важные биохимические реакции. Уже десятилетия учёные пытаются создать их искусственные аналоги для промышленности и медицины. Но достичь эффективности природных катализаторов пока не удавалось, что тормозило развитие экологичной химии. ⚡
🧬 Создание искусственных ферментов обычно требует сложных структур или кофакторов, которые точно позиционируют реакционные группы в 3D-пространстве. Это ограничивает гибкость дизайна, а результаты часто уступают природным аналогам. Простые и мощные решения оставались недостижимой целью! 🤔
🎯 Прорыв совершила команда профессора Такафуми Уэно из Токийского института наук (Япония). В [исследовании](https://doi.org/10.1002/anie.202504608), опубликованном в Angewandte Chemie 24 апреля 2025 года, они представили новый метод: наноразмерные белковые капсулы на основе ферритина. Специально расположенные гистидиновые аминокислоты внутри капсулы действовали как металл-независимая пероксидаза — фермент, запускающий окисление с помощью перекиси водорода!
🚀 Учёные модифицировали ферритин, добавив гистидиновые остатки и мутации. Самоорганизующиеся капсулы формировали кластеры гистидина на внутренней поверхности, которые стали каталитическими центрами. Это позволило эффективно проводить реакции с перекисью и субстратом TMB.
💥 «Наш вариант ферритина показал в 80 раз более высокую эффективность, чем обычные олигогистидиновые сборки!» — заявил профессор Уэно.
🔍 Благодаря точному расположению аминокислот на стыках капсулы, команда отказалась от металлических кофакторов и создала замкнутую среду для реакций. Молекулярное моделирование подтвердило: капсула «удерживает» реагенты рядом с гистидиновыми кластерами, кратно усиливая катализ.
🌍 «Эффект замкнутой среды концентрирует реагенты, ускоряя их взаимодействие», — пояснил Уэно. Эти открытия открывают путь к металл-независимым каталитическим системам для устойчивого производства, биоматериалов и экологических технологий!
✨ «Это прорыв в дизайне искусственных ферментов и зелёной химии», — заключил профессор. В будущем, оптимизация пространственного дизайна каталитических элементов и новые белки-конструкторы позволят создавать высокоэффективные биовдохновлённые катализаторы, снижая зависимость от редких металлов.
🌱 Такие решения сделают «зелёную химию» доступнее для промышленности, медицины и защиты окружающей среды!
Материал предоставлен [Институтом наук Токио](https://www.isct.ac.jp/en).
Больше новостей химии — на [Physics Forums](https://www.physicsforums.com/forums/chemistry.83/).