南开新闻网讯(通讯员 常新颖)3月3日,英国皇家学会院士、牛津大学教授Fraser Armstrong应邀做客“南开外国专家大讲堂”。南开大学国际合作与交流处副处长罗景山出席了本次活动。此次讲座以线上线下相结合的方式进行,吸引了化学、生物及材料科学领域的师生,累计超过3万人观看。
Fraser Armstrong教授以“Exploiting Enzyme Electrochemistry for Bio-inspired Catalysis”为题,从蛋白质膜电化学(Protein Film Electrochemistry, PFE)基本原理出发,深入探讨了如何利用电极研究生物酶的催化机制。他指出,通过精准控制电极电位,可调节酶的催化活性,从而在电极表面再现自然界的生物催化过程。以氢化酶在电极上实现2H⁺/H₂可逆转换为例,他展示了该技术在未来清洁能源开发中的应用前景。讲座的第二部分内容围绕“电化学叶”(Electrochemical Leaf, E-Leaf)的创新概念展开。Armstrong教授介绍了利用ITO(氧化铟锡)纳米颗粒构建多孔电极,使酶催化反应在限域纳米空间(nanoconfined space)内高效进行。该技术不仅显著提升了酶的催化活性,还能精准控制反应方向,为CO₂还原、氢气生产和精细化学品合成提供全新解决方案。
在应用层面,Armstrong教授展示了E-Leaf在生物催化合成中的实际应用实例,如乙醇与酮的对映选择性转化,以及构建由五种酶组成的催化级联反应,高效合成天冬氨酸。此外,他还介绍了E-Leaf在癌症研究中的应用,尤其是针对IDH1突变酶抑制机制的新平台,为抗癌药物的开发提供了重要启示。
在问答环节,Armstrong教授与现场师生就生物催化效率、纳米材料的稳定性、以及酶电催化在工业生产中的应用展开了深入讨论。他表示,未来E-Leaf技术有望用于可持续能源转化、绿色化学合成及精准医疗,并鼓励年轻科学家积极探索这一新兴交叉学科。
药物化学生物学全国重点实验室教授张立云为Fraser Armstrong教授颁发“南开大学外国专家大讲堂主讲人”聘书。
此次讲座不仅展示了酶电化学的前沿研究成果,也为纳米技术与生物催化的结合提供了新的思路。现场师生纷纷表示受益匪浅,对酶电化学在未来的广泛应用充满期待。
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