在生物医学应用中,具有类酶特性的纳米酶会不可避免地与生命系统中的生物流体发生接触,进而导致其表面形成蛋白冠。虽然分子吸附已被证明会影响纳米酶的催化活性,但蛋白冠对纳米酶活性的影响及其决定因素目前仍不明确。有鉴于此,中国科学院高能物理所王黎明研究员、国家纳米科学中心陈春英院士和吴晓春研究员将AuNR@Pt@PDDAC(PDDAC:聚二烯丙基二甲基氯化铵)纳米棒(NR)作为具有多种活性(包括类过氧化物酶、类氧化酶和类过氧化氢酶)的纳米酶模型,以研究蛋白冠对纳米酶催化活性的抑制作用。
本文要点:
(1)对NR上血浆蛋白冠的主要成分进行鉴定后,研究者发现球形蛋白和纤维蛋白对纳米酶的催化活性有明显的抑制作用。研究发现,被吸附的蛋白质会在纳米酶的表面发生组装,以形成蛋白质网络(PNs)。
(2)实验结果表明,与球形蛋白形成的PNs相比,纤维蛋白形成的PNs会呈现出筛网状结构,并且孔径更小。这种结构差异会导致底物分子的渗透效率降低,从而使得催化活性受到更显著的抑制。综上所述,该研究工作证明了蛋白质形状是影响纳米酶活性的关键因素,有望为纳米酶的合理设计和推动其在生物医学领域中的应用提供新的见解。
Yalin Cong. et al. Protein Corona-Mediated Inhibition of Nanozyme Activity: Impact of Protein Shape. Journal of the American Chemical Society. 2024
DOI: 10.1021/jacs.3c14046
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c14046