研究证实铁蛋白具备纳米酶特性，可高效抗氧化

研究证实铁蛋白具备纳米酶特性，可高效抗氧化

近期，中国科学院生物物理研究所的一项重要研究揭示了天然纳米酶在抗氧化方面的独特功能，为这一前沿领域注入了新的活力。该研究首次系统阐明了天然铁蛋白纳米酶的催化机制和生理功能，相关成果发表在国际顶级期刊《Nature Communications》上。

纳米酶是一类具有酶学特性的纳米材料，能够在生理或极端条件下催化酶的底物，展现出类似于天然酶的酶促反应动力学。与传统酶相比，纳米酶不仅具备酶的高效性和专一性，还具有化学催化剂的稳定性和可重复使用性。这种独特的双重特性，使得纳米酶在生物医学、环境治理、食品检测等多个领域展现出广阔的应用前景。

尽管纳米酶的研究已经取得了显著进展，但一个关键问题始终困扰着科研人员：自然界中是否存在天然的纳米酶？为了解答这一疑问，研究人员将目光投向了一种广泛存在于生物体内的蛋白质——铁蛋白。

铁蛋白是一种天然的储铁蛋白，能够将细胞中多余的铁以无机铁核的形式储存在其内腔，本质上是一种天然的无机纳米材料。研究团队系统比较了来自18种不同生物（包括真核生物、细菌和古菌）的铁蛋白，发现了一个令人振奋的现象：这些铁蛋白内核普遍具有类超氧歧化酶（SOD）活性，而原核生物来源的铁蛋白表现出更高的SOD酶活性。

进一步的机制研究揭示了这一现象背后的奥秘。研究人员发现，原核生物铁蛋白内核具有更高的磷酸盐含量，并形成了独特的类磷酸铁配位结构。这种结构降低了铁核对氢质子的亲和力，从而促进了SOD酶活性的发挥。

为了验证这一发现的生理意义，研究团队在大肠杆菌中进行了过表达和敲除实验。实验结果表明，具有高SOD酶活性的铁蛋白纳米酶能够显著增强大肠杆菌对超氧阴离子的耐受能力，而敲除或替换为人类铁蛋白则会增加其对超氧阴离子的敏感性。这一发现不仅证实了铁蛋白纳米酶在生理条件下的抗氧化功能，更为纳米酶的生物学意义提供了新的研究方向。

这一发现的意义远不止于此。天然纳米酶的发现不仅为纳米酶的研究提供了全新视角，更为其在生物医学领域的应用开辟了新的可能性。例如，在疾病治疗方面，纳米酶可以作为抗氧化剂，用于治疗氧化应激相关的疾病；在生物检测领域，纳米酶可以作为信号放大器，提高检测灵敏度；在环境保护方面，纳米酶可以用于降解污染物，实现环境修复。

值得一提的是，南京大学魏辉教授团队近期在《Nature Communications》上发表的研究，通过微环境工程突破了纳米酶的pH限制问题，进一步拓展了其应用范围。这一突破意味着纳米酶有望在更广泛的pH条件下保持高效活性，从而在更多领域发挥作用。

随着研究的不断深入，我们有理由相信，天然纳米酶这一“大自然的馈赠”将在未来为人类健康和环境保护带来更多的惊喜。