重大突破！湖南大学硬核成果登上美国顶刊封面，引发国际关注！

催化剂是现代化学领域关键而神奇的物质之一，在现代化学工业中占有极其重要的地位，大多数的化工生产过程中均采用催化剂，以加快反应速率，提高生产效率。一直以来，可以在细胞内工作的金属催化剂有着巨大的应用潜力，而高分子仿酶催化剂便是其中的一种类型。

近日，湖南大学化学化工学院白玉罡教授课题组报道了一种嵌膜大分子仿酶催化剂，它不但可以稳定在细胞膜上实现催化转化，而且在活细胞体系中工作时仍然可以显示出底物选择性。相关成果发表在《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society, JACS）杂志上，并被选为封面文章。

《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society, JACS），是美国化学学会（ACS）发行的学术期刊，也是该出版社的旗舰刊物，于1879年创刊至今。该期刊涉及化学领域的所有内容。

在本项工作中，白玉罡教授课题组证明了这种“嵌膜”催化系统所具有的切实优势——该高分子仿酶催化体系可以稳定地“嵌入”到细胞膜上，在细胞膜上实现催化转化；并且，该高分子仿酶催化体系具有对反应原料（即“底物”）的选择性。当该催化体系在活细胞细胞膜上工作时，其底物选择性仍可保留，这是仿酶催化剂领域的一大突破。

嵌在细胞膜上的催化剂的工作示意图。

团队还证明了细胞外的底物分子可以直接在细胞膜上被“嵌膜”催化剂转化为产物分子，并被递送到细胞内，这样就实现了细胞内外物质的高效交换；并且展示了利用这种催化剂实现功能分子的按需合成与跨膜递送的例子，进一步展现了“膜嵌入”式催化剂的应用前景。

综上所述，该工作为催化剂设计、前药设计、胞内递送等提供了新的策略与方法。由于该工作在分子设计和催化效果上的突破，被JACS选为封面论文。白玉罡教授为论文主通讯作者，湖南大学为通讯单位。化学化工学院硕士研究生邓颖姣为论文第一作者，博士生吴彤在工作中也做出了重要贡献，为论文的共同通讯作者和共同第一作者。

白玉罡，湖南大学化学化工学院教授，2017年8月归国加入湖南大学化学生物学与纳米医学研究所、化学生物传感与计量国家重点实验室。主要致力于功能性生物高分子纳米材料的合成与应用，萎缩性肌强直I型（Myotonic Dystrophy Type 1）疾病致病DNA/RNA的识别与功能抑制的研究。2010年以来共发表学术论文20余篇，发表论文总引用次数五百余次。

白玉罡教授课题组的研究主要立足于有机化学，力图使用有机化学的方法在高分子化学和化学生物学方向寻求新的方法学与应用。课题组的主要研究方向为有机大分子材料的设计、合成与其在化学生物学和医学方面的应用。

课题组登上CCS Chemistry（左）封面和Chemical Science（右）封底

一直以来，课题组立足于湖南大学化学生物学与纳米医学研究所、湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室、生物大分子化学生物学湖南省重点实验室等科研平台，仪器设备先进，经费充足，学生办公与实验条件优秀，取得了一系列科研成果。

课题组近年来还发展了基于人工金属酶和球形核酸的胞内催化系统，在抗菌高分子、抗病毒高分子的研发上也有重要突破，多项工作被国际一流学术杂志选为封面、封底文章。

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部分素材来源：湖南大学官微、湖南大学官网、科普中国等