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ACS nano;中国科学家开发具有选择性的三金属纳米酶用于治疗脑损伤

来源:本站原创 2019-02-17 16:23

2019年2月17日讯 /生物谷BIOON /——金属纳米酶在生物医学中广受关注,这些酶需要在生理环境中具有高效的催化活性,但是目前金属纳米酶的催化活性并没有选择性,要实现催化活性的选择性很困难,这限制了金属纳米酶的应用。


图片来源:ACS Nano

为了解决这个问题,来自天津大学、中国医学科学院和北京协和医学院的研究人员开发出了一种三金属(trimetallic,triM)纳米酶,这种酶具有高效的催化活性,同时还具有环境选择性,相关研究成果近日发表在《ACS Nano》上,题为:Redox Trimetallic Nanozyme with NeutralEnvironment Preference for Brain Injury。

通过酶模仿实验,研究人员发现triM系统具有清除活性氧(reactive oxygen species,ROS)和活性氮(reactive nitrogen species,RNS)的多种酶活性。更重要的是,该酶系统在中性环境中倾向于清除•O、1O2和•NO自由基,这表明该酶具有高度的催化选择性。

研究人员通过密度泛函理论(density functional theory,DFT)计算发现triM纳米酶在中性环境中可以轻易捕获电子并提供足够的吸引力结合ROS和RNS。体外试验显示该纳米酶可以显著提高损伤神经元细胞的活性。在体内实验中,研究人员发现利用该纳米酶治疗LPS诱导的脑损伤模型后,大脑中的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性和脂质的过氧化反应水平得到很大程度的恢复。

此外,利用triM纳米酶治疗还可以显著提高小鼠生存率、改善小鼠的神经炎症和记忆力。

总的而言,这项最新研究提供了一种提高纳米酶在生理环境中的活性选择性的新思路,并探索了这种选择性纳米酶在脑神经科学领域的应用。(生物谷Bioon.com)

参考资料:

Xiao-Dong Zhang et al. Redox Trimetallic Nanozyme with NeutralEnvironment Preference for Brain Injury. ACS Nano. DOI: 10.1021/acsnano.8b08045

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