Nanozimas: catálise robusta para diagnóstico e terapia de reposição enzimática

O campo ainda é predominantemente impulsionado pela academia, como evidenciado pela contribuição de mais de 97% de artigos de periódicos provenientes de organizações de pesquisa e acadêmicas. A maioria dessas instituições líderes em pesquisa sobre nanozimas encontra-se na China (78%), com a Índia, os EUA e a Coreia do Sul também representados (veja a Figura 2). A China também responde por 39% das publicações em periódicos de autoria corporativa, seguida pela Itália (8%), pelos EUA (8%) e pela Índia (7%).

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Nossa análise considerando as métricas duplas de produção de pesquisa (número de publicações) e impacto de pesquisa (número médio de citações por publicação) revela várias tendências (ver Figura 3). As instituições chinesas respondem por cinco das 10 principais posições, refletindo a participação de 78% da China em publicações acadêmicas sobre nanozimas. No entanto, outras instituições alcançam maior impacto por artigo, apesar dos volumes de publicação mais baixos.

As organizações acadêmicas e de pesquisa também dominam os depósitos de patentes em comparação com os empreendimentos corporativos (90% vs. 10%). A predominância acadêmica indica que a pesquisa sobre nanozimas ainda é impulsionada por universidades, sugerindo que o campo ainda está em estágio inicial de desenvolvimento, com importantes descobertas fundamentais emergindo de laboratórios acadêmicos. A participação corporativa limitada pode refletir incertezas regulatórias, escalabilidade de fabricação não otimizada ou a validação constante da eficácia clínica necessária antes de um investimento industrial substancial. Entre as organizações acadêmicas e corporativas, vemos novamente que a maioria delas encontra-se na China (ver Figura 4).

Por exemplo, várias patentes recentes relacionadas a nanozimas incluem:  

• As patentes de nanozimas da Guangxi Medical University concentram-se principalmente em nanozimas à base de metal (Pd, Rh, Cu etc.) suportadas em nanomateriais 2D (MXenos Ti₃C₂Tₓ, grafeno, nitreto de carbono) e estruturas metalorgânicas (MOFs) para aplicações terapêuticas em osteoartrite, osteossarcoma e doenças neurodegenerativas (p. ex., CN114917354 A, CN120899942 A).  

• As patentes de nanoenzimas da Universidade de Jilin também enfatizam nanoenzimas à base de metais (Ag, Au, etc.) com atividades semelhantes à peroxidase e à lacase para aplicações de biossensoriamento, incluindo a detecção de biomarcadores de câncer (por exemplo, CN109884029 A), o monitoramento de resíduos de pesticidas (por exemplo, CN119500128 A, CN120718082 A) e a detecção de formaldeído (por exemplo, CN120094644 A), bem como aplicações terapêuticas (cicatrização de feridas, antibacteriana, etc.) (por exemplo, CN116602933 A, CN120114614 A).  

• As patentes de nanozimas da Universidade de Yangzhou concentram-se em nanozimas à base de óxidos metálicos e MOFs (Fe₃O₄, MnO₂, Cu-ZIF-8 etc.) com atividades semelhantes às de peroxidase, catalase e lacase para diversas aplicações, incluindo biossensoriamento (como CN114790585 A), com ênfase em nanozimas terapêuticas para o tratamento de doenças infecciosas (como CN116712538 A) e condições inflamatórias (como CN121588060 A), entre outras.

Classes de materiais influenciam a biologia sintética e a atividade catalítica

Um aspecto importante do cenário das nanoenzimas é saber como as escolhas de materiais influenciam o foco da pesquisa e a adoção no mundo real. Embora inúmeros nanomateriais tenham sido explorados, diferenças em suas propriedades físico-químicas, custo e escalabilidade desempenham um papel crucial na determinação de seu potencial translacional. Para compreender melhor o cenário de materiais das nanoenzimas, analisamos nossos dados com base nas classes de substâncias indexadas pelo CAS e identificamos elementos (compostos por metais), óxidos metálicos, ligas e estruturas metalorgânicas (MOFs) como as categorias dominantes, todas apresentando diversas atividades que imitam enzimas.  

Nanozimas elementares (metálicas)

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A distribuição de elementos destaca uma clara desconexão entre a intensidade da pesquisa e a translação comercial na área das nanozimas. Elementos como ouro, platina e carbono dominam a pesquisa acadêmica devido às suas propriedades bem compreendidas e facilidade de experimentação, mas sua menor atividade de patentes sugere limitações em custo-benefício e escalabilidade. Em contrapartida, o ferro e o cobre apresentam forte alinhamento entre pesquisa e patentes, refletindo sua adequação para aplicações no mundo real, onde a viabilidade econômica e de fabricação são fundamentais (Figura 5).

Essa tendência é impulsionada por fatores técnicos. O ferro e o cobre são beneficiados por estados intrínsecos de multivalência que possibilitam ciclos catalíticos eficientes sem engenharia complexa, além de baixo custo e biocompatibilidade estabelecida. Em comparação, metais nobres como o ouro e a platina, apesar do desempenho catalítico superior, frequentemente exigem condições controladas e ajuste cuidadoso do tamanho e da química de superfícies, o que dificulta a ampliação de escala. Além disso, seu alto custo de material limita ainda mais as aplicações em larga escala e economicamente viáveis. Da mesma forma, os sistemas à base de carbono, embora amplamente estudados, podem apresentar atividade catalítica inconsistente e clareza mecanística limitada, restringindo o desenvolvimento de produtos.

Um padrão semelhante é observado para elementos como paládio (Pd), rutênio (Ru), irídio (Ir), ródio (Rh), níquel (Ni), selênio (Se), vanádio (V) e titânio (Ti), que apresentam menor volume de publicação, mas intensidade de patentes relativamente mais alta. Essa tendência está alinhada às vantagens funcionais desses materiais, incluindo eficiência catalítica, estados de oxidação estáveis e durabilidade em condições adversas.  

Por exemplo, o paládio e o rutênio são amplamente utilizados na catálise devido à sua alta atividade e seletividade, enquanto o titânio e o vanádio proporcionam estabilidade e resistência à corrosão em ambientes reativos. O níquel, em particular, oferece uma alternativa de ótimo custo-benefício aos metais nobres, com desempenho catalítico razoável, tornando-o atraente para tecnologias escaláveis. Da mesma forma, sistemas baseados em selênio frequentemente demonstram um comportamento redox exclusivo relevante para aplicações biológicas e de detecção. Combinadas, essas características tornam esses elementos mais diretamente aplicáveis em produtos funcionais, explicando sua maior representação em patentes, apesar da exploração acadêmica relativamente menor.

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As nanoenzimas à base de ligas reforçam ainda mais essa tendência voltada à translação combinando as propriedades vantajosas de múltiplos metais para aumentar a eficiência catalítica, a estabilidade e a ajustabilidade. Os sistemas de ligas relatados neste conjunto de dados, conforme visto na Figura 5, incluindo Au–Pt, Pd–Pt, Au–Ag, Pt–Ru, In–Pt, Cu–Pd, Fe–Pt e Ag–Pt, demonstram como a sinergia composicional pode modular a estrutura eletrônica e otimizar os sítios ativos além do que é possível alcançar com sistemas de metal único. Em muitos casos essas ligas introduzem efeitos cooperativos tais como transferência aprimorada de elétrons, ciclagem catalítica aperfeiçoada e maior resistência à desativação, decorrentes do acoplamento intermetálico e da redistribuição eletrônica impulsionada pela interface.

Vale destacar que as combinações que envolvem metais nobres são frequentemente projetadas para reduzir o teor desses metais, além de manter alto desempenho catalítico, dessa forma contornando as limitações de custo e escalabilidade. Por exemplo, nanoenzimas bimetálicas de Au–Pt apresentam maior atividade catalítica devido à transferência de elétrons de Au para Pt, melhorando o desempenho semelhante ao de oxidase e catalase em comparação com as contrapartes monometálicas. Enquanto isso, componentes não nobres, como Cu ou Fe, contribuem com atividade redox e viabilidade econômica, apoiando ainda mais aplicações escaláveis.  

Embora os sistemas de ligas ainda sejam menos representados no volume de publicações em comparação com as nanoenzimas de metal único, sua capacidade de desenvolver sítios ativos por meio do ajuste composicional e de interações eletrônicas sinérgicas os posiciona como uma ponte importante entre as nanoenzimas inorgânicas convencionais e sistemas catalíticos mais baseados em projeto, com grande potencial para aplicação no mundo real.

Nanozimas à base de óxidos metálicos

Alguns materiais bem estabelecidos dominam a categoria de nanoenzimas baseadas em óxidos metálicos, particularmente óxidos de ferro, manganês e cobre, que combinam forte atividade catalítica com escalabilidade, biocompatibilidade e rotas de síntese comprovadas (Figura 6).  

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Sua alta atividade de publicações e patentes reflete uma conversão bem-sucedida da pesquisa em aplicações. Esse domínio é impulsionado pela química redox favorável (por exemplo, ciclos de Fe²⁺/Fe³⁺ e Mn³⁺/Mn⁴⁺), que possibilita reações catalíticas eficientes com métodos de síntese simples e escalonáveis. Por exemplo, as nanoenzimas de MnO₂ demonstram comportamento catalítico responsivo ao ambiente para aplicações de imageamento e terapia, as nanoenzimas de CuO possibilitam catálise eficiente baseada em reações redox e biossensoriamento por meio de ciclos de Cu²⁺/Cu⁺, enquanto os sistemas de Co₃O₄ apresentam atividade semelhante à da peroxidase por múltiplas vias, possibilitada por transições redox de Co²⁺/Co³⁺.

Sistemas emergentes, como o óxido de cério e o óxido de vanádio, destacam a importância de estados de oxidação dinâmicos e de comportamento responsivo ao ambiente, possibilitando funções como a alternância entre a atividade oxidase e a atividade antioxidante. Esses materiais apresentam grande potencial apesar do menor volume de pesquisas, o que indica que ainda são pouco explorados e não que tenham limitações intrínsecas.  

Em contrapartida, diversos óxidos, incluindo molibdênio, tungstênio, níquel e sistemas especiais, permanecem menos estudados, provavelmente devido à complexidade sintética, à caracterização limitada ou à falta de vias de aplicação estabelecidas.

Um insight importante é que o desempenho catalítico depende não somente da composição, como também da fase cristalina, de defeitos e da estrutura da superfície, que influenciam os sítios ativos e os mecanismos de transferência de elétrons. No entanto, esse aspecto permanece insuficientemente explorado, uma vez que a maioria dos estudos concentra-se em fases facilmente sintetizadas, em vez da otimização estrutural sistemática. No geral, a distribuição reflete um campo moldado tanto pelo desempenho do material quanto por fatores práticos, como a familiaridade com a síntese e a viabilidade translacional.  

Nanozimas baseadas em estruturas porosas

O cenário emergente de materiais de nanozimas destaca uma transição das arquiteturas inorgânicas tradicionais para arquiteturas orgânicas mais complexas e ajustáveis, como estruturas metalorgânicas (MOFs) e estruturas orgânicas covalentes (COFs). Em contraste com as nanozimas inorgânicas, os MOFs e COFs representam uma classe menor, mas rapidamente emergente, de materiais de nanozimas. Sua menor representação em dados de publicações e de patentes reflete seu desenvolvimento relativamente recente e o aumento da complexidade sintética associada a esses sistemas (ver Figura 7).  

Apesar do seu volume limitado, MOFs e COFs oferecem propriedades físico-químicas distintas que os tornam adequados para aplicações de nanoenzimas. Nanoenzimas baseadas em MOFs, principalmente sistemas de referência como estruturas dos tipos Basolite e ZIF, dominam esse espaço devido à sua atividade catalítica comprovada, capacidade de ajuste estrutural e acessibilidade, tornando-as as plataformas de nanoenzimas porosas mais estudadas.  

No entanto, esse forte foco em um subconjunto limitado de estruturas ressalta uma grande lacuna, já que a grande maioria das químicas de MOF permanece inexplorada, apesar do seu potencial para porosidade ajustável, engenharia de sítios ativos e design de ligantes funcionais. Da mesma forma, os COFs estão consideravelmente sub-representados, embora sua composição livre de metais, alta estabilidade química e arquiteturas π-conjugadas estendidas proporcionem oportunidades únicas para o transporte controlado de carga e ambientes catalíticos personalizados, indicando um espaço de design inexplorado.  

As nanozimas baseadas em MOFs exemplificam como a porosidade ajustável e os sítios ativos coordenados podem viabilizar uma catálise que mimetiza enzimas, enquanto os COFs destacam o potencial de estruturas altamente projetáveis, estáveis e conjugadas para sistemas de nanozimas livres de metais.  

Em conjunto, essas tendências indicam que, embora as nanozimas inorgânicas e à base de ligas sejam atualmente a base dos aspectos práticos e escaláveis desse campo, materiais com estruturas reticulares, como MOFs e COFs, estão surgindo como uma nova geração de plataformas dedicadas à maior precisão e funcionalidade catalíticas. Essa mudança ressalta uma transição mais ampla na pesquisa em nanozimas, da disponibilidade de materiais e da atividade intrínseca para sistemas projetados racionalmente com desempenho adaptado a aplicações específicas.

Divisão catalítica: oxidorredutases dominam, hidrolases aguardam seu momento

O cenário da atividade de nanoenzimas da Figura 8 revela um campo fundamentalmente limitado pela química dos materiais, em vez da demanda por aplicações, com atividades do tipo oxidorredutase dominando a pesquisa atual. As nanozimas que mimetizam a peroxidase representam a classe mais estudada, formando uma das maiores e mais desenvolvidas famílias devido à sua ampla aplicabilidade, aos métodos simples de detecção colorimétrica e à compatibilidade com muitos nanomateriais.  

De modo mais amplo, a pesquisa sobre nanozimas concentra-se fortemente em atividades baseadas em reações redox, incluindo miméticos de peroxidase, oxidase, catalase e superóxido dismutase, que, combinadas, definem o paradigma funcional dominante da área e fundamentam a maioria das aplicações em biossensoriamento, terapia de doenças e regulação de espécies reativas de oxigênio (ROS).

Esse desequilíbrio reflete um viés químico fundamental: os nanomateriais inorgânicos favorecem inerentemente os processos de transferência de elétrons por meio de pares redox de superfície, sítios de defeito e vias condutoras, o que naturalmente facilita a catálise do tipo oxidorredutase. Em contrapartida, a atividade do tipo hidrolase, como a mimetização de protease, lipase ou nuclease, exige o reconhecimento preciso de substratos, orientação molecular controlada e mecanismos catalíticos de múltiplas etapas difíceis de replicar sem os sítios ativos tridimensionais altamente evoluídos encontrados em enzimas naturais.  

A complexidade desses requisitos tornou as nanozimas hidrolíticas consideravelmente mais difíceis de projetar e seu desenvolvimento permanece limitado e fragmentado. Além disso, o uso generalizado de nanozimas semelhantes à peroxidase é reforçado pela conveniência experimental e pela adequação às aplicações. Ensaios colorimétricos padrão (como oxidação de TMB ou ABTS) apresentam leituras diretas e reproduzíveis que se alinham bem com diagnósticos, sensores ambientais e aplicações biomédicas, acelerando ainda mais a concentração de pesquisa comercial nesta área. Isso criou um ciclo que se retroalimenta, no qual os materiais que apresentam atividade redox são estudados preferencialmente, enquanto funcionalidades catalíticas mais complexas permanecem pouco exploradas.

O mapa de calor na Figura 8B mostra como a pesquisa sobre nanozimas se distribui entre materiais específicos (linhas) e atividades semelhantes às de enzimas (colunas: atividades semelhantes às de peroxidase, oxidase, catalase e SOD), Utilizando contagens de publicações.

Em todos os materiais, incluindo ouro, ferro, cobre, óxido de manganês, materiais à base de carbono e MOFs, a pesquisa é consistentemente dominada pelas atividades de peroxidase e oxidase, que apresentam as maiores contagens de publicações. Em contraste, as atividades de catalase e semelhantes à SOD permanecem significativamente menos exploradas em todos os materiais, com valores muito menores.  

O mesmo padrão de atividade persiste em cada material, indicando que a maioria dos sistemas é investigada principalmente quanto às funções de peroxidase e oxidase, com extensão limitada ao comportamento de catalase ou semelhante à SOD. São observadas algumas variações específicas de cada material, como o óxido de manganês apresentando maior atividade de catalase e determinados materiais (por exemplo, sistemas à base de cobre ou carbono) com contagens semelhantes à SOD ligeiramente mais elevadas, mas estas continuam sendo atividades secundárias de pesquisa.

De modo geral, o mapa de calor destaca que a pesquisa sobre nanoenzimas está concentrada em combinações específicas de material-atividade (p. ex., Au-peroxidase, Fe-peroxidase, Cu-oxidase), com diversificação limitada para outras funções enzimáticas em todas as classes de materiais.

Os principais domínios de aplicação incluem biomedicina e remediação ambiental

Aplicações biomédicas: este domínio representa aproximadamente 65% de toda a produção de pesquisa sobre nanoenzimas (ver a Figura 9), refletindo a atraente proposta de valor das nanoenzimas na área da saúde. Esses nanomateriais robustos podem substituir enzimas naturais frágeis em diagnósticos (sensores de glicose, imunoensaios, detecção de patógenos), terapias (tratamentos antioxidantes, agentes antimicrobianos, terapia contra o câncer) e estudos de mecanismos de doenças (estresse oxidativo, inflamação).  

Os desafios inerentes ao campo biomédico — instabilidade enzimática, requisitos da cadeia fria e altos custos de produção — criam uma demanda natural por alternativas de nanozimas, impulsionando o investimento sustentado em pesquisa acadêmica e clínica. A atividade de patentes em aplicações biomédicas representa a maior proporção entre patentes e publicações entre todas as categorias de aplicações. Isso sugere que as descobertas de nanozimas na área biomédica são consideradas, de forma desproporcional, comercialmente viáveis e merecedoras de proteção de propriedade intelectual, provavelmente devido à existência de caminhos claros para o desenvolvimento de kits de diagnóstico, dispositivos para testes no local de atendimento e formulações terapêuticas, com vias regulatórias bem definidas e expressivo potencial de mercado.

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Eletrônica e sensores: este campo ocupa o segundo lugar em termos de produção de pesquisa, representando cerca de 8–9% da produção total. As capacidades de amplificação de sinal catalítico das nanozimas as tornam valiosas em biossensores eletroquímicos, nos quais aumentam a sensibilidade para detectar biomoléculas, poluentes ou patógenos. A presença pequena, mas visível, de patentes indica interesse comercial em tecnologias de sensores, especialmente para monitoramento ambiental, controle de qualidade de alimentos e dispositivos vestíveis de saúde, nos quais transdutores à base de nanozimas oferecem vantagens em relação aos sensores convencionais à base de enzimas em termos de estabilidade e prazo de validade.

Aplicações ambientais: Representando aproximadamente 8% da produção científica total, a pesquisa sobre nanozimas ambientais concentra-se na degradação de poluentes (corantes orgânicos, pesticidas, antibióticos), no tratamento de água e na remediação do solo. As atividades peroxidásica e oxidásica das nanozimas permitem a decomposição catalítica de contaminantes, enquanto suas propriedades fotocatalíticas (quando combinadas com semicondutores) aumentam a eficiência da degradação. A atividade mínima de patentes sugere que, embora sejam cientificamente interessantes, as aplicações ambientais enfrentam barreiras à comercialização, possivelmente devido a preocupações com a relação custo-benefício na concorrência com métodos estabelecidos de oxidação química ou a dificuldades relacionadas à implementação em larga escala e à recuperação e reciclagem de nanomateriais.

Segurança de alimentos e agricultura: utilizam nanozimas para a detecção de resíduos de pesticidas, identificação de patógenos transmitidos por alimentos e preservação de antioxidantes. As aplicações incluem ensaios colorimétricos para melamina, antibióticos ou metais pesados em matrizes alimentares, bem como revestimentos antimicrobianos que prolongam a vida útil do produto. A atividade de patente insignificante pode refletir as complexidades regulatórias relacionadas ao uso de nanomateriais em aplicações de contato com alimentos, nas quais as avaliações de segurança são rigorosas e a aceitação do consumidor permanece incerta.

Aplicações industriais e catalíticas: Há pesquisas relevantes em duas subcategorias, síntese e energia. As aplicações de síntese envolvem o uso de nanozimas como catalisadores de reações orgânicas, degradação de polímeros ou processos de química verde, substituindo catalisadores caros de metais nobres. As aplicações de energia concentram-se em células de combustível (catálise da reação de redução de oxigênio), células solares (separação de cargas) e baterias (mediação redox). A representação limitada desses campos sugere que as nanozimas ainda não demonstraram vantagens claras em relação aos catalisadores industriais estabelecidos em termos de atividade, seletividade ou custo-benefício em larga escala.

Aplicações especializadas e relacionadas à ciência dos materiais: Estas apresentam atividade mínima (~1-2%), indicando aplicações de nicho ou emergentes. As aplicações especializadas incluem aplicações de sensores relacionadas à energia, ao meio ambiente e à segurança emergente, enquanto ciência dos materiais e manufatura provavelmente se referem à integração de nanozimas em materiais compósitos, revestimentos ou processos de fabricação. A ausência de atividade de patentes sugere que essas ainda são áreas de pesquisa exploratória sem trajetórias claras de comercialização.

A distribuição de materiais entre os domínios de aplicação (Figura 9B) destaca uma clara dominância de nanozimas inorgânicas convencionais, particularmente ouro, carbono, cobre, ferro e platina, que apresentam ampla aplicabilidade nas categorias biomédica, de sensores e industrial. Entre elas, as aplicações biomédicas impulsionam predominantemente a atividade de pesquisa, superando consideravelmente outros casos de uso. Esse desequilíbrio sugere que o desenvolvimento de nanozimas permanece amplamente voltado para aplicações diagnósticas e terapêuticas, com aplicação limitada em processos catalíticos de larga escala.

Por outro lado, materiais baseados em estruturas como MOFs (Basolite Z1200, ZIF-67), apresentam menor representação e permanecem amplamente confinados a aplicações biomédicas. Isso indica que, apesar de suas características estruturais avançadas e de sua capacidade de ajuste, sua adoção ainda é específica de cada aplicação.

No geral, os dados revelam uma separação distinta entre sistemas inorgânicos de aplicação ampla e materiais de estrutura reticular mais especializados, refletindo uma transição no campo de materiais consolidados e escaláveis para plataformas de nanozimas mais baseadas em projeto, porém menos amplamente implementadas.

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Superando desafios para maior potencial comercial

Apesar do progresso notável, as nanozimas enfrentam desafios críticos que devem ser superados para uma adoção clínica e industrial generalizada:

• A eficiência catalítica permanece substancialmente menor do que a das enzimas naturais, sendo que as nanozimas normalmente apresentam constantes de Michaelis-Menten (K_m) de dez a mil vezes maiores e números de renovação catalítica (k_cat) várias ordens de grandeza menores do que os de suas contrapartes biológicas, o que limita as aplicações que exigem altas taxas de conversão de substratos.  

• A especificidade do substrato impõe outra restrição fundamental. Enquanto as enzimas naturais alcançam uma seletividade extraordinária por meio de sítios ativos otimizados evolutivamente, a maioria das nanozimas apresenta uma reatividade ampla e promíscua que pode gerar efeitos fora do alvo ou interferir em matrizes biológicas complexas.  

• Biocompatibilidade e toxicidade: preocupações persistem com o acúmulo a longo prazo, vias de biodegradação e imunogenicidade, exigindo avaliação rigorosa antes do uso terapêutico.  

• O conhecimento dos mecanismos ainda é incompleto. Para muitas nanoenzimas, os mecanismos catalíticos são pouco definidos em comparação com o conhecimento em nível atômico da catálise enzimática natural, dificultando o projeto e a otimização racionais.  

Além disso, a fabricação escalável com reprodutibilidade entre lotes, a incerteza regulatória em torno da classificação dos nanomateriais e dos processos de aprovação e a estabilidade limitada em fluidos biológicos complexos representam barreiras práticas à comercialização. A superação dessas limitações por meio de técnicas avançadas de caracterização, modelagem computacional, estratégias de engenharia de superfícies e estruturas toxicológicas padronizadas será essencial para as nanozimas alcançarem seu potencial transformador como substitutas de enzimas.

Olhando para o futuro, esse potencial é evidente. O foco na pesquisa acadêmica significa que questões fundamentais estão sendo investigadas e a crescente atividade de patentes mostra que essas descobertas estão começando a se traduzir no âmbito comercial. De fato, o primeiro medicamento à base de nanozimas, CX213, desenvolvido pela Cenyx Biotech, entrou em ensaios clínicos.

Ainda persiste uma lacuna considerável na tradução de publicações em patentes fora da biomedicina, o que destaca as oportunidades de parcerias entre o setor e a academia para desbloquear mais aplicações para as nanozimas. A remediação ambiental, a segurança alimentar e a catálise industrial estão entre os principais setores nos quais essas inovações desempenharão um papel fundamental.

As nanoenzimas de átomo único (SAzymes) estão surgindo como uma direção promissora no projeto de nanoenzimas. Dispersando átomos metálicos isolados em suportes adequados, as SAzymes maximizam a eficiência de utilização atômica e criam sítios ativos uniformes e bem definidos, possibilitando um comportamento catalítico que se assemelha muito aos centros ativos de enzimas naturais. Outras áreas de pesquisa de ponta são os sistemas de nanoenzimas em cascata que imitam vias metabólicas e as nanoenzimas específicas para substratos por meio da engenharia racional de superfícies.  

No total, esses desenvolvimentos sinalizam o crescimento das nanozimas como uma rota viável para uma nova geração de substitutos de enzimas naturais em uma infinidade de aplicações do setor.