通过单原子取代调控神经炎症的催化高效且高选择性簇酶
生物物理
2020-12-18 v1 医学物理
摘要
人们长期持续努力追求具有重编程和增强催化活性及底物选择性的人工酶。目前大多数候选物依赖于贵金属或过渡金属氧化物，其催化活性相较于天然分子相当低下。为克服这一局限，我们策略性地设计了一种基于结构明确的 Au25 簇的新型人工酶，即簇酶（clusterzyme），其通过单原子取代调控键长而具备本征高催化活性与选择性。3-巯基丙酸（MPA）稳定的 Au24Cu1 与 Au24Cd1 簇酶分别表现出比天然 trolox 高 137 倍和 160 倍的抗氧化能力。同时，各簇酶展现出偏好性的酶模拟催化活性与显著选择性：Au25 表现出优异的谷胱甘肽过氧化物酶样（GPx-like）活性；Au24Cu1 凭借其 Cu 单活性位点在过氧化氢酶样（CAT-like）活性上具有明显优势；Au24Cd1 通过 Cd 单活性位点优先充当超氧化物歧化酶样（SOD-like）酶。这一独特的多样化催化图景对脑部炎症表现出差异化反应。Au24Cu1 作为内源性多酶模拟物，通过催化反应直接降低损伤脑中的过氧化物；而 Au24Cd1 优先催化超氧化物与含氮信号分子，并显著降低 IL-1β、IL-6 与 TNFα 等炎症因子，表明其在缓解神经炎症中发挥重要作用。
引用
@article{arxiv.2012.09527,
title = {Catalytically Potent and Selective Clusterzymes for Modulation of Neuroinflammation Through Single-Atom Substitutions},
author = {Haile Liu and Yonghui Li and Si Sun and Qi Xin and Shuhu Liu and Xiaoyu Mu and Xun Yuan and Ke Chen and Hao Wang and Kalman Varga and Wenbo Mi and Jiang Yang and Xiao-Dong Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.09527},
year = {2020}
}
备注
28 pages, 6 figures