ballbet贝博官网app:同济大学王启刚、王霞团队Angew：水凝胶封装的纳米催化反响器完成生物体内的多级催化进程

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　　细胞中一般都会发生许多杂乱的生物化学反响以保持杂乱的生理进程，这就牵涉在同一个细胞中有多个酶协同催化化学反响。大多数酶都是在拥堵的细胞内环境和分隔的胞质环境中发挥其功用。这种分隔细胞器结构可以完成酶催化产品在不同室空间之间的高效运送，尽量削减活性中心体的分化，然后进步其催化活性、安稳性以及酶和中心体的选择性。这种结构关于一些先进的微纳催化反响器具有十分重要的指导意义。

　　现已有很多的作业致力于研讨具有多种催化剂结合的微纳反响器，以完成在同一微纳反响器内完成多进程的催化反响。现已报导的自拼装的微结构包含脂质体、聚合体、脂安稳的水滴和蛋白质拼装的病毒样结构，这些结构都被被认为是模仿细胞结构的关闭和有组织的微型反响器。可是这一些反响器依然存在完成物理分隔的空间与保证空间之间的有用联络和搬运之间的对立难以平衡的问题。

　　近期，同济大学王启刚、王霞团队受酶介导的生物组成和生化防护效应的启示，根据外表缺点改性的金属纳米资料（Burr-NCs）催化内核的自限域催化反响，以大分子为单体催化构建隔室化纳米反响器（Burr-）。经过调理单体分子量改动纳米反响器凝胶壳层的底物分散才能，有用调控级联催化活性，终究完成核-壳限域空间中的漆酶-超氧歧化酶和超氧歧化酶-芬顿的高活/超活性级联反响。该作业以题为“A Compartmentalized Nanoreactor Formed by Interfacial Hydrogelation for Cascade Enzyme Catalytic Therapy”的文章宣布于Angewandte Chemie上。同济大学何兴月、吴青以及上海光源侯晨博士为一起榜首作者，王启刚教授和王霞副教授为通讯作者。近年来，王霞副教授一向聚集于纳米表界面的功用化拼装/聚合规划及生物医治研讨。在有机-无机载酶纳米凝胶的结构规划、活性遴选及疾病的催化医治研讨方面构成了自己显着的研讨特征并取得了系统性立异效果。相关作业宣布在Nat. Commun.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.、Adv. Funct. Mater.、Acc. Chem. Res.、ACS Nano、Nano Lett.、Biomaterials、Sci. China Chem.等期刊上。

　　该文首要选用具有毛刺状的二硫化钼/普鲁士蓝类似物（MoS 2/PBA）异质结构纳米中心。该中心具有的高比外表积和很多的活泼边际网站是经过取得的水热蚀刻很多的空缺使得硫和钼在沉降粗糙的外表上。这种Burr-NCs具有增强的类漆酶催化活性和类芬顿催化活性，别离促进了关闭水凝胶壳的自由基聚合和催化医治。以Burr-NCs为催化活性中心，催化N-羟基磺基琥珀酰亚胺钠盐引发剂发生自由基，引发聚（乙二醇）甲基丙烯酸酯（PEGMA）单体、N、N-二（丙烯酰）半胱胺（BAC）交联剂聚合，在催化中心的外表引入水凝胶层。在聚合的进程中，将超氧化物歧化酶（SOD）封装到水凝胶壳网络，这种安稳高效的关闭凝胶进程不只赋予了网络的催化微环境的自我优化，并且经过操作单体分子量和聚合程度优化核和壳酶之间的分散。经过这种可控的区域化结构完成了高效的级联催化反响，用于体内医治的运用。

　　经过一般制备办法制备的普鲁士蓝类似物（PBA）构成一个纳米笼空心中心。水热反响进程中，因为S 2+和Fe 3+离子交换使得MoS x堆积PBA外表，然后使得PBA外表构成毛刺状结构。经过高分辨率透射电镜（HRTEM）确认，笔直装修的外表毛刺为典型的二维结构，晶格条纹距离为1.12 nm。

　　文中还剖析了Burr-NCs的多品种酶催化的活性（芬顿和漆酶）。在ESR光谱中，羟基自由基（·OH）具有显着的特征峰1：1：2：2：1，并在过氧化氢存鄙人具有亚甲基蓝（MB）的降解特征。这是因为高温水热进程增加了Burr-NC中空位的空位数，因而增强了芬顿样催化活性；此外，在Burr-NC外表掺杂二硫化钼和笔直非均匀成长发生了很多具有漆酶样活性的活性催化位点。以对苯二胺（PPD）和肾上腺素为底物，Burr-NCs的动力学常数 kcat值明显高于天然漆酶。

　　在水凝胶封装今后，经过调理单体的聚合度，可以调理水凝胶网络的结构以及在同一底物上的催化活性。以TMB为底物，对Burr-NCs和Burr-NCs@Gl进行了芬顿样动力学反响比照。与不含水凝胶的纳米系统比较，因为水凝胶网络和底物之间的相互效果，自关闭凝胶纳米反响剂表现出更高的底物亲和力。运用布拉德福德法成功将超氧化物歧化酶（SOD）加载到水凝胶壳中（Burr）。以黄嘌呤(X)/黄嘌呤氧化酶（XO）为底物，以MB为目标，研讨了核壳催化反响器的催化SOD-Fenton联合反响活性。与Burr-NCs@Gl和游离SOD比较，Burr-表现出更强的活性，这是因为分区结构之间中心物的直接搬运增强导致的。

　　为了点评Burr-在体内的抗肿瘤活性，对有肿瘤的小鼠静脉注射PBS、Burr-NCs或Burr-，三组患者的体重均无显着变化。可是Burr组的肿瘤体积在医治16天结束时，成长速率最低，具有明显的成长抑制效果。此外，结尾脱氧核苷酸搬运酶dUTP缺口结尾标记（TUNEL）检测和Ki 67免疫组化染色成果均证明，Burr-组的细胞凋亡率最高。这些成果表明，界面纳米反响器Burr-可以经过漆酶-SOD和SOD-Fenton反响的高效核壳级联催化效果，可以成功且呼应地诱导肿瘤细胞逝世。

　　小结：该文报导了一种分区分散操控多级酶催化反响的水凝胶纳米反响器（Burr）。文中具体探讨了使用不同的分子单体操控界面水凝胶的网络结构和分散效应。体表里成果表明，纳米反响器Burr经过漆酶-SOD和SOD-芬顿反响的核壳级联催化效果，成功地诱导肿瘤细胞逝世。这种可控、接连的纳米反响器是经过自关闭水凝胶效果完成的，可用于促进各种级联反响的协同催化医治，为模仿生物的多级催化纳米反响器的构建铺平道路。

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