从类型/机理/应用方面分析人工酶纳米材料
瑞禧生物2025-04-30   作者:wff   来源:
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人工酶纳米材料,即纳米酶(Nanozymes),是一类具有类似天然酶催化活性的纳米材料。它们结合了纳米材料的独特物理化学特性(如高比表面积、可调控的电子结构)和天然酶的催化功能,兼具高稳定性和易于大规模制备等优点。

 

一、类型

富勒烯、环糊精、聚合物、树状大分子、卟啉、金属配合物、生物分子等一大类催化剂。比如四氧化三铁、金纳米颗粒、氧化石墨烯、聚吡咯纳米颗粒。

人工酶分类

人工酶纳米材料 

二、机理

氧化酶

葡萄糖氧化酶 (纳米金)

过氧化物酶 (碳基纳米材料 氧化石墨烯 四氧化三铁 普鲁士蓝PB)

谷胱甘肽过氧化物酶 (V2O5)

过氧化氢酶 (CeO2、MnO2)

超氧化物歧化酶(CeO2)

 

三、应用

A、抗菌方面的应用

机理:催化过氧化氢产生高活性的•OH从而将底物氧化从而达到灭菌效果,主要有GQDs、富氧碳纳米管、 g-C3N4@AuNPs等碳基材料以及二硫化钼MoS2等过氧化物酶

二硫化钼(MoS2)具有良好的生物相容性和近红外光热转化,同时二硫化钼具有类过氧化物酶特性,可同时达到酶催化和光热Treatment 的协同作用。

二氧化铈(CeO2)在酸性条件下具有类氧化酶过氧化酶的催化活性可以杀死bacteria,在中性和弱碱性条件下作为过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的模拟物,保护细胞成分免受氧化损伤,促进细胞增殖。

人工酶纳米材料 

B、细胞保护方面的应用

机理:抗氧化作用-消除细胞内过表达的ROS。

MoS2纳米点具有过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的催化性能。超小半胱氨酸保护的MoS2纳米点可作为辐射防护剂,在电离辐射过程中去除有害的ROS,从而达到保护细胞的作用。

谷胱甘肽过氧化物酶GPx V2O5纳米线

谷胱甘肽(GHS)具有抗氧化作用,有助于维持正常免疫系统的功能。GPx是一种GHS依赖的抗氧化酶,分布在细胞的细胞质和线粒体中。在谷胱甘肽的存在下GPx能催化H2O2等过氧化物形成产物谷胱甘肽。因此,它在维持细胞内氧化还原稳态方面起着重要的作用

人工酶纳米材料 

C、减缓Inflammation方面的应用

机理:清除过表达的ROS可以缓解Inflammation

锆参杂的二氧化铈纳米粒  

多种酶复合 V2O5 @pDA@ MnO2

人工酶纳米材料 

人工酶纳米材料