單原子納米酶(SAzymes)具有超高的原子利用效率,已被廣泛應用于活性氧(ROS)介導的癌癥治療領域。然而,反應中間體在單原子位點的高能壘和腫瘤微環境中過表達的抗氧化物質等問題仍會限制腫瘤氧化應激的放大,進而導致治療效果不夠理想。有鑒于此,中國科學院長春應化所林君研究員、馬平安研究員和丁彬彬研究員開發了一種具有多重模擬酶活性和多種催化活性位點的MoCu雙原子納米酶(MoCu DAzyme),其能夠表現出類過氧化物酶、類氧化酶、類谷胱甘肽(GSH)氧化酶和類煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶等多種酶活性。
本文要點:
(1)與Mo SAzyme相比,Cu原子的引入、雙原子位點的形成以及多種活性位點之間的協同催化作用能夠增強底物吸附和降低能壘,從而使得MoCu DAzyme具有更強的催化活性。研究發現,具有多重類酶活性的MoCu DAzyme不僅可以產生多種ROS,還能夠消耗GSH并阻斷其再生,從而實現氧化應激的級聯放大。
(2)此外,MoCu DAzyme在近紅外II區生物窗口中也具有優異的光熱轉換性能。實驗結果表明,MoCu DAzyme可通過結合納米催化療法和光熱療法實現高效的癌癥協同治療。綜上所述,該研究工作能夠進一步推進DAzymes的治療應用,有望為癌癥納米催化治療提供新的見解。
Ziyao Li. et al. Multi-Enzyme Mimetic MoCu Dual-Atom Nanozyme Triggering Oxidative Stress Cascade Amplification for High-Efficiency Synergistic Cancer Therapy. Angewandte Chemie International Edition. 2024
DOI: 10.1002/anie.202413661
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202413661