Next generation of nanozymes: A perspective of the challenges to match biological performance

Autores
Goya, Gerardo Fabian; Mayoral, Alvaro; Winkler, Elin Lilian; Zysler, Roberto Daniel; Bagnato, Carolina; Raineri Andersen, Mariana; Fuentes García, Jesús Antonio; Lima, Enio Junior
Año de publicación
2021
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Nanomaterials with enzyme-like activity have been the spotlight of scientific and technological efforts to substitute natural enzymes, not only in biological research but also for industrial manufacturing, medicine, and environment healing. Notable advancements in this field along the last years relied on to the rational design of single-atom active sites, knowledge of the underlying atomic structure, and realistic ab initio theoretical models of the electronic configuration at the active site. Thus, it is plausible that a next generation of nanozymes still to come will show even improved catalytic efficiency and substrate specificity. However, the dynamic nature of the protein cage surrounding most active sites in biological enzymes adds a flexible functionality that possess a challenge for nanozyme's mimicking of their natural counterparts. We offer a perspective about where the main strategies to improve nanozymes are headed and identify some of the big challenges faced along the road to better performance. We also outline some of the most exciting bio-inspired ideas that could potentially change this field.
Fil: Goya, Gerardo Fabian. Universidad de Zaragoza; España. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; España
Fil: Mayoral, Alvaro. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; España. Shanghai Tech University; China. Universidad de Zaragoza; España
Fil: Winkler, Elin Lilian. Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina
Fil: Zysler, Roberto Daniel. Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina
Fil: Bagnato, Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del área de Seguridad Nuclear y Ambiente. Instituto de Energía y Desarrollo Sustentable. Instituto de Energía y Desarrollo Sustentable - Sede Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina
Fil: Raineri Andersen, Mariana. Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología; Argentina
Fil: Fuentes García, Jesús Antonio. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; España. Universidad de Zaragoza; España
Fil: Lima, Enio Junior. Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología; Argentina
Materia
NANOPARTÍCULAS
NANOZIMAS
BIORREMEDIACIÓN
BIOMEDICINA
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
OAI Identificador
oai:ri.conicet.gov.ar:11336/167577
Acceder
id CONICETDig_34de5800c0c15d67ceb26904f67218a3
oai_identifier_str oai:ri.conicet.gov.ar:11336/167577
network_acronym_str CONICETDig
repository_id_str 3498
network_name_str CONICET Digital (CONICET)
spelling Next generation of nanozymes: A perspective of the challenges to match biological performanceGoya, Gerardo FabianMayoral, AlvaroWinkler, Elin LilianZysler, Roberto DanielBagnato, CarolinaRaineri Andersen, MarianaFuentes García, Jesús AntonioLima, Enio JuniorNANOPARTÍCULASNANOZIMASBIORREMEDIACIÓNBIOMEDICINAhttps://purl.org/becyt/ford/2.10https://purl.org/becyt/ford/2Nanomaterials with enzyme-like activity have been the spotlight of scientific and technological efforts to substitute natural enzymes, not only in biological research but also for industrial manufacturing, medicine, and environment healing. Notable advancements in this field along the last years relied on to the rational design of single-atom active sites, knowledge of the underlying atomic structure, and realistic ab initio theoretical models of the electronic configuration at the active site. Thus, it is plausible that a next generation of nanozymes still to come will show even improved catalytic efficiency and substrate specificity. However, the dynamic nature of the protein cage surrounding most active sites in biological enzymes adds a flexible functionality that possess a challenge for nanozyme's mimicking of their natural counterparts. We offer a perspective about where the main strategies to improve nanozymes are headed and identify some of the big challenges faced along the road to better performance. We also outline some of the most exciting bio-inspired ideas that could potentially change this field.Fil: Goya, Gerardo Fabian. Universidad de Zaragoza; España. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; EspañaFil: Mayoral, Alvaro. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; España. Shanghai Tech University; China. Universidad de Zaragoza; EspañaFil: Winkler, Elin Lilian. Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Zysler, Roberto Daniel. Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Bagnato, Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del área de Seguridad Nuclear y Ambiente. Instituto de Energía y Desarrollo Sustentable. Instituto de Energía y Desarrollo Sustentable - Sede Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; ArgentinaFil: Raineri Andersen, Mariana. Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología; ArgentinaFil: Fuentes García, Jesús Antonio. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; España. Universidad de Zaragoza; EspañaFil: Lima, Enio Junior. Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología; ArgentinaAmerican Institute of Physics2021-11info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/167577Goya, Gerardo Fabian; Mayoral, Alvaro; Winkler, Elin Lilian; Zysler, Roberto Daniel; Bagnato, Carolina; et al.; Next generation of nanozymes: A perspective of the challenges to match biological performance; American Institute of Physics; Journal of Applied Physics; 130; 19; 11-2021; 1-240021-89791089-7550CONICET DigitalCONICETenginfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1063/5.0061499info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0061499info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-10-22T12:06:20Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/167577instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-10-22 12:06:20.721CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
dc.title.none.fl_str_mv Next generation of nanozymes: A perspective of the challenges to match biological performance
title Next generation of nanozymes: A perspective of the challenges to match biological performance
spellingShingle Next generation of nanozymes: A perspective of the challenges to match biological performance
Goya, Gerardo Fabian
NANOPARTÍCULAS
NANOZIMAS
BIORREMEDIACIÓN
BIOMEDICINA
title_short Next generation of nanozymes: A perspective of the challenges to match biological performance
title_full Next generation of nanozymes: A perspective of the challenges to match biological performance
title_fullStr Next generation of nanozymes: A perspective of the challenges to match biological performance
title_full_unstemmed Next generation of nanozymes: A perspective of the challenges to match biological performance
title_sort Next generation of nanozymes: A perspective of the challenges to match biological performance
dc.creator.none.fl_str_mv Goya, Gerardo Fabian
Mayoral, Alvaro
Winkler, Elin Lilian
Zysler, Roberto Daniel
Bagnato, Carolina
Raineri Andersen, Mariana
Fuentes García, Jesús Antonio
Lima, Enio Junior
author Goya, Gerardo Fabian
author_facet Goya, Gerardo Fabian
Mayoral, Alvaro
Winkler, Elin Lilian
Zysler, Roberto Daniel
Bagnato, Carolina
Raineri Andersen, Mariana
Fuentes García, Jesús Antonio
Lima, Enio Junior
author_role author
author2 Mayoral, Alvaro
Winkler, Elin Lilian
Zysler, Roberto Daniel
Bagnato, Carolina
Raineri Andersen, Mariana
Fuentes García, Jesús Antonio
Lima, Enio Junior
author2_role author
author
author
author
author
author
author
dc.subject.none.fl_str_mv NANOPARTÍCULAS
NANOZIMAS
BIORREMEDIACIÓN
BIOMEDICINA
topic NANOPARTÍCULAS
NANOZIMAS
BIORREMEDIACIÓN
BIOMEDICINA
purl_subject.fl_str_mv https://purl.org/becyt/ford/2.10
https://purl.org/becyt/ford/2
dc.description.none.fl_txt_mv Nanomaterials with enzyme-like activity have been the spotlight of scientific and technological efforts to substitute natural enzymes, not only in biological research but also for industrial manufacturing, medicine, and environment healing. Notable advancements in this field along the last years relied on to the rational design of single-atom active sites, knowledge of the underlying atomic structure, and realistic ab initio theoretical models of the electronic configuration at the active site. Thus, it is plausible that a next generation of nanozymes still to come will show even improved catalytic efficiency and substrate specificity. However, the dynamic nature of the protein cage surrounding most active sites in biological enzymes adds a flexible functionality that possess a challenge for nanozyme's mimicking of their natural counterparts. We offer a perspective about where the main strategies to improve nanozymes are headed and identify some of the big challenges faced along the road to better performance. We also outline some of the most exciting bio-inspired ideas that could potentially change this field.
Fil: Goya, Gerardo Fabian. Universidad de Zaragoza; España. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; España
Fil: Mayoral, Alvaro. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; España. Shanghai Tech University; China. Universidad de Zaragoza; España
Fil: Winkler, Elin Lilian. Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina
Fil: Zysler, Roberto Daniel. Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina
Fil: Bagnato, Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del área de Seguridad Nuclear y Ambiente. Instituto de Energía y Desarrollo Sustentable. Instituto de Energía y Desarrollo Sustentable - Sede Bariloche; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina
Fil: Raineri Andersen, Mariana. Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología; Argentina
Fil: Fuentes García, Jesús Antonio. Consejo Superior de Investigaciones Científicas; España. Universidad de Zaragoza; España
Fil: Lima, Enio Junior. Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología; Argentina
description Nanomaterials with enzyme-like activity have been the spotlight of scientific and technological efforts to substitute natural enzymes, not only in biological research but also for industrial manufacturing, medicine, and environment healing. Notable advancements in this field along the last years relied on to the rational design of single-atom active sites, knowledge of the underlying atomic structure, and realistic ab initio theoretical models of the electronic configuration at the active site. Thus, it is plausible that a next generation of nanozymes still to come will show even improved catalytic efficiency and substrate specificity. However, the dynamic nature of the protein cage surrounding most active sites in biological enzymes adds a flexible functionality that possess a challenge for nanozyme's mimicking of their natural counterparts. We offer a perspective about where the main strategies to improve nanozymes are headed and identify some of the big challenges faced along the road to better performance. We also outline some of the most exciting bio-inspired ideas that could potentially change this field.
publishDate 2021
dc.date.none.fl_str_mv 2021-11
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
info:ar-repo/semantics/articulo
format article
status_str publishedVersion
dc.identifier.none.fl_str_mv http://hdl.handle.net/11336/167577
Goya, Gerardo Fabian; Mayoral, Alvaro; Winkler, Elin Lilian; Zysler, Roberto Daniel; Bagnato, Carolina; et al.; Next generation of nanozymes: A perspective of the challenges to match biological performance; American Institute of Physics; Journal of Applied Physics; 130; 19; 11-2021; 1-24
0021-8979
1089-7550
CONICET Digital
CONICET
url http://hdl.handle.net/11336/167577
identifier_str_mv Goya, Gerardo Fabian; Mayoral, Alvaro; Winkler, Elin Lilian; Zysler, Roberto Daniel; Bagnato, Carolina; et al.; Next generation of nanozymes: A perspective of the challenges to match biological performance; American Institute of Physics; Journal of Applied Physics; 130; 19; 11-2021; 1-24
0021-8979
1089-7550
CONICET Digital
CONICET
dc.language.none.fl_str_mv eng
language eng
dc.relation.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1063/5.0061499
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0061499
dc.rights.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
https://creativecommons.org/licenses/by/2.5/ar/
eu_rights_str_mv openAccess
rights_invalid_str_mv https://creativecommons.org/licenses/by/2.5/ar/
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv American Institute of Physics
publisher.none.fl_str_mv American Institute of Physics
dc.source.none.fl_str_mv reponame:CONICET Digital (CONICET)
instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
reponame_str CONICET Digital (CONICET)
collection CONICET Digital (CONICET)
instname_str Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.name.fl_str_mv CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.mail.fl_str_mv dasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.ar
_version_ 1846782420290895872
score 12.982451

Publicaciones similares