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JACS：利用配位驱动的自组装策略激活铜单原子纳米酶以用于肿瘤特异性催化治疗

柚子
2023-02-17


如何优化纳米酶的类酶催化活性和提高其适用性是一个一项亟待解决的重大挑战。中国科学院高能物理研究所尹文艳研究员、东华理工大学杨国平教授和赵丽娜教授设计了一种L-半胱氨酸(L-Cys)配位驱动的自组装策略，以激活聚乙烯吡咯烷酮(PVP)修饰的铜单原子纳米酶MoOx-Cu-Cys(标记为MCCP SAzymes)，进而实现肿瘤特异性催化治疗。

 

本文要点：

（1）研究者将MCCP中的Cu单原子含量合理调节至10.10 wt %，以激活MoOx纳米颗粒的类过氧化氢酶(CAT)活性，催化酸性微环境中的H2O2分解，增加O2产量。稳态动力学结果表明，MCCP的最大CAT催化效率比典型的MnO2纳米酶高138倍，其亲和力比天然过氧化氢酶高14.3倍。

（2）实验通过密度泛函理论计算揭示了L-Cys桥能够加速电子从Cys-Cu到MoOx的转移，使得L-Cys-Cu···O活性位点能够优化CAT活性以匹配天然过氧化氢酶的活性位点。与此同时，MCCP中的高负载量铜单原子也能通过类芬顿反应生成•OH。在X射线照射下，MCCP能够将O2转化为1O2以用于级联放射动力学治疗，通过促进活性氧(ROS)产生以实现放疗增敏，达到显著的抗肿瘤效果。

Jie Zhou. et al. Coordination-Driven Self-Assembly Strategy-Activated Cu SingleAtom Nanozymes for Catalytic Tumor-Specific Therapy. Journal of the American Chemical Society. 2023

DOI: 10.1021/jacs.2c13597

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.2c13597

 




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