近日，中國人民大學(xué)化學(xué)系特聘研究員曹睿的課題組在《自然》子刊《自然通訊》(Nature Communications) 雜志發(fā)表了題為 “三核鋅化合物結(jié)合三橋連含氧生物陰離子以及催化二氧化碳固定的性質(zhì)” (DOI: 10.1038/ncomms3375) 的論文。該文報(bào)道了一個(gè)三核鋅化合物的設(shè)計(jì)與合成，該化合物具有捕獲并結(jié)合具有重要生物意義的含氧陰離子（如磷酸根離子和碳酸根離子）的性質(zhì)，以及非常有效的催化二氧化碳固定的能力。這是第一篇以中國人民大學(xué)為第一通訊單位署名的自然系列期刊論文。
磷酸及其衍生物在生物體內(nèi)具有極為重要的作用。早在 1989 年，自然雜志就報(bào)道了磷脂酶 C 的晶體結(jié)構(gòu)，并觀察到三金屬鋅磷酸這一非常重要的生物結(jié)構(gòu)單元。盡管在過去的二十多年時(shí)間中，許多研究者嘗試通過小分子化合物來構(gòu)造三金屬鋅磷酸結(jié)構(gòu)單元，但是由于配體設(shè)計(jì)、化合物合成和晶體生長上的種種難度，導(dǎo)致對(duì)該生物單元的結(jié)構(gòu)模擬一直未能實(shí)現(xiàn)。曹睿課題組第一次成功地模擬了此類蛋白酶中的三金屬鋅磷酸結(jié)構(gòu)，對(duì)于人們進(jìn)一步了解磷酸及其衍生物的生物水解機(jī)制、多核特別是三核金屬鋅在催化磷酸酯水解時(shí)的協(xié)同作用，以及為基于磷酸水解的生物制劑和基因藥物的研發(fā)提供了必要的理論依據(jù)。
該論文另一個(gè)重要的貢獻(xiàn)在于實(shí)現(xiàn)了對(duì)二氧化碳的固定。二氧化碳的大量排放以及在大氣中的不斷積聚是造成目前全球溫室效應(yīng)問題的主要根源。因此，如何實(shí)現(xiàn)二氧化碳的捕獲、儲(chǔ)存與轉(zhuǎn)化成為當(dāng)今許多科研工作者研究的熱點(diǎn)。曹睿課題組通過一個(gè)三核鋅化合物，在溫和的條件下實(shí)現(xiàn)了對(duì)二氧化碳的固定，并成功地將固定的產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為碳酸鹽，實(shí)現(xiàn)了催化過程的循環(huán)利用，在生物催化及環(huán)境領(lǐng)域具有非常重要的意義。
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