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科研进展
曹睿课题组在Nature Communications上发表论文
发布时间:2013-09-09

近日,中组部“青年千人计划”入选者,中国人民大学化学系特聘研究员曹睿的课题组在《自然》子刊《自然通讯(Nature Communications) 杂志发表了题为 “三核锌化合物结合三桥连含氧生物阴离子以及催化二氧化碳固定的性质” (DOI: 10.1038/ncomms3375) 的论文。该文报道了一个三核锌化合物的设计与合成,该化合物具有捕获并结合具有重要生物意义的含氧阴离子(如磷酸根离子和碳酸根离子)的性质,以及非常有效的催化二氧化碳固定的能力。这是第一篇以中国人民大学为第一通讯单位署名的自然系列期刊论文。

磷酸及其衍生物在生物体内具有极为重要的作用。早在 1989 年,自然杂志就报道了磷脂酶 C 的晶体结构,并观察到三金属锌磷酸这一非常重要的生物结构单元。尽管在过去的二十多年时间中,许多研究者尝试通过小分子化合物来构造三金属锌磷酸结构单元,但是由于配体设计、化合物合成和晶体生长上的种种难度,导致对该生物单元的结构模拟一直未能实现。曹睿课题组第一次成功地模拟了此类蛋白酶中的三金属锌磷酸结构,对于人们进一步了解磷酸及其衍生物的生物水解机制、多核特别是三核金属锌在催化磷酸酯水解时的协同作用,以及为基于磷酸水解的生物制剂和基因药物的研发提供了必要的理论依据。

该论文另一个重要的贡献在于实现了对二氧化碳的固定。二氧化碳的大量排放以及在大气中的不断积聚是造成目前全球温室效应问题的主要根源。因此,如何实现二氧化碳的捕获、储存与转化成为当今许多科研工作者研究的热点。曹睿课题组通过一个三核锌化合物,在温和的条件下实现了对二氧化碳的固定,并成功地将固定的产物转化为碳酸盐,实现了催化过程的循环利用,在生物催化及环境领域具有非常重要的意义。

(该研究工作得到了中组织部“青年千人计划”,国家自然科学基金(21101170 21271166),中国人民大学启动资金,及中国人民大学研究品牌计划的支持。)

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