生物無機化學開發及應用 CSLT《化學》第八十二卷第四期出刊
化學季刊新聞
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生物無機化學領域近年來的快速發展，展現了其在生命科學與材料科學間的橋樑作用，並為催化、生物醫學和能源應用等領域提供了廣闊的研究空間。本期專刊以「生物無機化學開發及應用」為主題，收錄了六篇展示此領域前沿研究的精彩文章，涵蓋了從金屬酵素模擬到新型藥物載體開發的多元課題。本期的文章反應了多種新穎研究方向：
金屬酵素的仿生化合物，許智能教授團隊研究了帶有第二層配位圈的亞硝酸還原酶仿生化合物，這些仿生模型模擬了金屬酵素的活性中心及其周圍的氨基酸殘基環境。研究顯示，第二層配位圈能顯著提升反應活性，並使化學家得以分離出穩定的中間體，以便更深入探討催化機制。該研究不僅加深了對亞硝酸還原反應的理解，還為新型金屬催化劑的設計提供了重要參考。
https://doi.org/10.6623/chem.202412_82(4).003
過渡金屬超氧錯合物結構研究，許鏵芬教授團隊研究了過渡金屬超氧錯合物的幾何和電子結構，並利用 X-ray 單晶繞射技術提供了詳細的結構資訊。研究表明，氧氣與金屬的配位過程可生成超氧或過氧離子，而其鍵長和振動頻率反映了氧化態的變化。這些結果為進一步理解金屬酵素在生物氧化還原反應中的機制提供了堅實基礎。
https://doi.org/10.6623/chem.202412_82(4).004
質子耦合電子轉移機制的研究，李位仁教授團隊的研究探討了錳超氧錯合物在質子耦合電子轉移反應（PCET）中的行為，並揭示了受質熱力學性質對反應機制的影響。研究發現，受質的熱力學性質決定了PCET的協同或逐步機制，並計算了相關鍵解離自由能以量化其活性。這些發現對於理解自然界中的酵素催化機制以及設計仿生催化劑具有重要意義。
https://doi.org/10.6623/chem.202412_82(4).005
金屬亞硝基化合物作為次硝酸供體，李建明教授團隊聚焦於金屬亞硝基化合物的合成及其作為次硝酸（HNO）與一氧化氮（NO）供體的潛力。研究特別探討了這些化合物在光刺激下進行NO釋放的化學反應，並展示了其在心血管藥物設計中的應用可能性。此外，該團隊還開發了基於金屬亞硝基化合物的光活化藥物傳遞平台，為光藥理學領域提供了新視角。
https://doi.org/10.6623/chem.202412_82(4).002
一氧化氮的仿生系統，江建緯教授團隊的研究專注於一氧化氮（NO）的生物功能及其仿生應用，特別是在生物共軛化學與生物正交化學中的潛力。文章指出，NO的化學特性為設計新型藥物提供了靈感，例如將NO供體結合到抗體藥物上以提升治療精準性。研究還介紹了基於仿生技術的高效 NO 轉移試劑，展示了其在精準醫療和癌症治療中的廣泛應用。
https://doi.org/10.6623/chem.202412_82(4).001
雙亞硝基鐵錯合物的反應性調控，魯才德教授團隊聚焦於雙亞硝基鐵錯合物（DNICs）的配位基調控，探討其與超氧化物的反應性。研究表明，這些反應可通過特定的配位環境進行選擇性調控，並揭示了 DNIC 在 NO 單氧化反應中的重要角色。此外，該研究還提出了 DNIC 在炎症條件下潛在的仿生醫療應用，為設計新型金屬輔因子提供了寶貴經驗。
https://doi.org/10.6623/chem.202412_82(4).006
這些研究工作不僅深化了我們對生物無機化學基本原理的理解，還為催化、生物醫學與材料科學的實際應用提供了新的視角與工具。希望本期專刊能啟發更多研究者，推動生物無機化學領域的進一步發展。
歡迎讀者踴躍閱讀本期《化學》!
專題主編︰魯才德 副教授 （國立清華大學化學系）
網址:
http://dx.doi.org/10.6623/chem
*更正公告*
《化學》82-3 期 「光電催化應用於能源轉換與有機合成的簡介」https://doi.org/10.6623/chem.202409_82(3).005
文章中的圖四有誤，已修正。