• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      國家納米中心在單原子酶用于腫瘤催化治療方面取得進(jìn)展

      2022-10-13 09:10:46中國科學(xué)院國家納米科學(xué)中心
      首都食品與醫(yī)藥 2022年19期
      關(guān)鍵詞:級聯(lián)活性氧配位

      近日,中國科學(xué)院國家納米科學(xué)中心研究員陳春英團(tuán)隊和研究員楊蓉團(tuán)隊在單原子納米酶用于腫瘤催化治療方面取得進(jìn)展。相關(guān)研究成果以“Tumor-Microenvironment-Responsive Cascade Reactions by a Cobalt-Single-Atom Nanozyme for Synergistic Nanocatalytic Chemotherapy”為題發(fā)表于《德國應(yīng)用化學(xué)》(Angewandte Chemie International Edition)。

      近年來,基于腫瘤微環(huán)境(TME)響應(yīng)產(chǎn)生活性氧(ROS)的納米催化療法受到廣泛關(guān)注。然而,納米材料模擬酶(簡稱“納米酶”)有著多種表面構(gòu)象和晶體結(jié)構(gòu),以及不均一的元素分布,因而衍生出復(fù)雜的催化機(jī)制,對提升其類酶活性和特異性帶來了挑戰(zhàn)。如何合理設(shè)計和有效模擬生物酶的活性位點(diǎn)和空間構(gòu)象,仍然是一個關(guān)鍵而極具挑戰(zhàn)性的研究方向。

      單原子納米酶是新近發(fā)展起來的一類納米酶,具有可設(shè)計的幾何結(jié)構(gòu)和電子配位、獨(dú)特的量子尺寸效應(yīng)和最大限度的原子利用效率,為橋連納米酶和天然酶創(chuàng)造了重要機(jī)遇。受天然酶結(jié)構(gòu)啟發(fā),人們通過模擬其金屬-Nx活性單元,陸續(xù)開發(fā)出一些仿生單原子納米酶。其中,以TME過表達(dá)的H2O2為反應(yīng)底物,這些單原子納米酶通過芬頓反應(yīng)可產(chǎn)生羥基自由基等活性氧物種。然而,由于腫瘤組織H2O2濃度有限,迫切需要探索高效產(chǎn)生ROS的新型化學(xué)反應(yīng)路徑。

      ▲Co-SAs@NC啟動腫瘤微環(huán)境響應(yīng)的級聯(lián)反應(yīng)用于腫瘤催化治療

      Co是一種人體不可或缺的微量元素,廣泛存在于維生素B12(鈷胺素)中,該中心Co離子與四吡咯咕啉環(huán)配位,具有參與制造骨髓紅細(xì)胞、防止惡性貧血和保護(hù)大腦神經(jīng)系統(tǒng)等功能。研究人員研發(fā)了一種通過Co單原子納米酶啟動級聯(lián)酶促反應(yīng)進(jìn)行腫瘤催化治療的新策略。這種納米酶由氮摻雜的多孔碳負(fù)載Co單原子(Co-SAs@NC)組成,有著比表面積大、高度分散的原子位點(diǎn)和Co-N配位結(jié)構(gòu)等優(yōu)勢。在級聯(lián)催化反應(yīng)中,它首先發(fā)揮類似過氧化氫酶(CAT)活性,將腫瘤細(xì)胞內(nèi)源性H2O2分解產(chǎn)生O2,隨后表現(xiàn)類氧化酶(OD)活性,將O2還原成超氧陰離子(O2-)自由基,引發(fā)腫瘤細(xì)胞凋亡。進(jìn)一步與化療藥物(阿霉素)聯(lián)用,顯著增強(qiáng)了抗腫瘤效果。

      該材料通過配位-熱解-腐蝕過程制備得到,并用球差電鏡、同步輻射等表征技術(shù)證實(shí)了其單原子結(jié)構(gòu)。Co-SAs@NC顯示出高效的類CAT活性,其分解H2O2產(chǎn)生O2的表觀活化能由Arrhenius方程測定為34.1 kJ mol-1,低于氮摻雜的多孔碳負(fù)載的Co納米顆粒(43.1 kJ mol-1)、過氧化氫酶(46.4 kJ mol-1)和H2O2熱分解需要的能量(210 kJ mol-1)。同時,其具有較寬的溫度使用范圍(30℃-75℃)和可回用能力。通過米氏方程考察其穩(wěn)態(tài)動力學(xué),發(fā)現(xiàn)其催化常數(shù)(kw)高于很多已知的CAT模擬酶。更為獨(dú)特的是,在級聯(lián)催化反應(yīng)中,Co-SAs@NC能有效激活類似CAT催化所生成的O2而發(fā)生類似OD催化,導(dǎo)致產(chǎn)生O2-作為關(guān)鍵活性氧物種,同時可抑制類似過氧化物酶(POD)活性。DFT計算結(jié)果表明,O2比H2O2在Co-N4位點(diǎn)有更低的吸附能(-0.81 eV vs.-0.32 eV),這種優(yōu)先的O2吸附及其活化造成O-O鍵長拉伸(從1.20埃到1.29埃),最終使得材料對OD催化表現(xiàn)出出色的特異性。穩(wěn)態(tài)動力學(xué)研究結(jié)果顯示,其類OD活性高于很多單原子納米酶和傳統(tǒng)納米酶。

      細(xì)胞毒性實(shí)驗、ROS熒光、流式細(xì)胞術(shù)等實(shí)驗結(jié)果表明,Co-SAs@NC在pH=6.0的酸性環(huán)境下,由級聯(lián)反應(yīng)產(chǎn)生大量的O2-自由基,聯(lián)用阿霉素后,這種協(xié)同的納米催化化療對小鼠乳腺癌生長表現(xiàn)出了顯著的抑制效果(92%)。HE染色和小鼠生化指標(biāo)測試結(jié)果顯示,主要組織器官沒有明顯損傷,Co-SAs@NC表現(xiàn)出良好的生物相容性。實(shí)驗結(jié)果表明基于Co單原子納米酶的納米催化化療是一種很有前途的腫瘤治療策略。

      上述研究工作得到了中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、廣東省重點(diǎn)研發(fā)計劃、廣東高水平創(chuàng)新研究機(jī)構(gòu)等項目的支持。

      猜你喜歡
      級聯(lián)活性氧配位
      [Zn(Hcpic)·(H2O)]n配位聚合物的結(jié)構(gòu)與熒光性能
      德不配位 必有災(zāi)殃
      級聯(lián)LDPC碼的STBC-OFDM系統(tǒng)
      電子制作(2016年15期)2017-01-15 13:39:09
      基于級聯(lián)MUSIC的面陣中的二維DOA估計算法
      TLR3活化對正常人表皮黑素細(xì)胞內(nèi)活性氧簇表達(dá)的影響
      LCL濾波器在6kV級聯(lián)STATCOM中的應(yīng)用
      電測與儀表(2014年1期)2014-04-04 12:00:34
      H橋級聯(lián)型STATCOM的控制策略研究
      電測與儀表(2014年1期)2014-04-04 12:00:28
      硅酸鈉處理對杏果實(shí)活性氧和苯丙烷代謝的影響
      兩個具stp三維拓?fù)錁?gòu)型的稀土配位聚合物{[Ln2(pda)3(H2O)2]·2H2O}n(Ln=Nd,La)
      一維配位聚合物{[Cu(tzda)(H2O)3]·3.5H2O}n的合成、晶體結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性質(zhì)
      建水县| 林口县| 平塘县| 鄂尔多斯市| 贵南县| 新巴尔虎右旗| 华蓥市| 博乐市| 康平县| 塘沽区| 上林县| 洛宁县| 清丰县| 榕江县| 富源县| 华阴市| 府谷县| 河东区| 沧州市| 景宁| 高台县| 类乌齐县| 贞丰县| 姚安县| 监利县| 金华市| 武陟县| 民乐县| 滦平县| 仲巴县| 孟连| 南雄市| 阜宁县| 哈尔滨市| 洪洞县| 环江| 页游| 枝江市| 沧源| 泽库县| 两当县|