在国家、江苏省、37000cm威尼斯等项目的资助下，37000cm威尼斯魏辉研究组与合作者在水解型纳米酶的设计及应用等方面取得了突破进展。继此前基于Sabatier催化原理所提出的eg电子占据数来指导理性设计类过氧化物酶纳米酶（Nat. Commun., 2019, 10, 704）；以及基于Hammett线性构效关系设计的高活性类氧化酶纳米酶（Adv. Mater., 2021, 33, 2005024），魏辉研究组继续报道以数据启示为策略，得到的高性能水解型纳米酶（Data-informed discovery of hydrolytic nanozymes）。

生物上共包含涉及13种不同生理转化的水解酶。 其中，酯酶、磷酸酯酶、酰胺酶和蛋白酶，以及糖苷酶是最常见的四大类。这四大类水解酶作用于众多底物，因此也参与各项重要的生理活动，如乙酰胆碱酯酶通过作用于神经递质而影响神经冲动；糖苷酶通过糖原的消耗/合成以实现血糖平衡；在异化作用中必不可少的蛋白质消化酶以及作用于能量货币参与各项生理活动的ATP 水解酶。使用纳米材料模拟水解酶（水解型纳米酶）不仅可以降低天然酶的成本，同时也可能发现新的水解切割位点，寻找新的活性水解产物。

然而，目前纳米酶的研究主要集中在氧化还原型纳米酶上，水解型纳米酶的研究论文数量仅占总体的7.3%。针对目前纳米酶领域发展不平衡的现状，以及该团队提出一种数据启示的设计策略，成功得到了可以水解磷酸酯键、酰胺键、糖苷键的多功能水解型纳米酶，并证明该多活性水解型纳米酶可以在温和的条件下，水解复杂的生物大分子，生物被膜，有望后续用于抗生物被膜，生物淤积的涂层设计中。不仅如此，这种数据启发的材料设计策略，一方面，随着数据库的逐渐完善，可以在未来结合机器学习，对更多的酶活性材料进行预测；另一方面，这种根据数据筛选得到的人工位点，也有望指导天然酶的理性改造，得到更适合工业环境的进化酶。

该论文发表在《自然-通讯》上（Nat. Commun., 2022, 13, 827）。本工作得到了37000cm威尼斯铁祚庥老师、华中科技大学万翠红教授、中国药科大学刘玮副教授、武汉大学崔然副教授、37000cm威尼斯（现中科院过程工程研究所）张会刚教授、中科院长春应化杜衍研究员等的帮助。

另悉，该团队与合作者将其设计合成的高性能纳米酶应用于生物医学领域，探索了对于几类重要疾病的治疗，取得了很好的效果（Nano Letters, 2022, 22, 508-516; Angewandte Chemie International Edition, 2021, 60, 1227-1234; Science Advances, 2020, 6, eabb2695; Advanced Functional Materials, 2020, 30, 2004692）。近期与合作者通过利用基于聚乙烯醇（PVA）双亲气凝胶作为三维基底材料，以超分子配合物/杂多酸为金属前驱体，实现了Mo/Zn双金属单原子纳米酶的定向合成；所得单原子纳米酶具有优异的稳定性，将其用于生物检测时性能可长达一年之久（Angewandte Chemie International Edition, 2022, doi： 10.1002/anie.202116170）。他们也因此应邀为《化学进展》、Science China Life Sciences、Chemical Society Reviews等撰写综述文章；并撰写首部纳米酶专著（Nanozymes: Next Wave of Artificial Enzymes, 2016, Springer）。