单原子纳米酶(SAzymes)具有超高的原子利用效率,已被广泛应用于活性氧(ROS)介导的癌症治疗领域。然而,反应中间体在单原子位点的高能垒和肿瘤微环境中过表达的抗氧化物质等问题仍会限制肿瘤氧化应激的放大,进而导致治疗效果不够理想。有鉴于此,中国科学院长春应化所林君研究员、马平安研究员和丁彬彬研究员开发了一种具有多重模拟酶活性和多种催化活性位点的MoCu双原子纳米酶(MoCu DAzyme),其能够表现出类过氧化物酶、类氧化酶、类谷胱甘肽(GSH)氧化酶和类烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)氧化酶等多种酶活性。
本文要点:
(1)与Mo SAzyme相比,Cu原子的引入、双原子位点的形成以及多种活性位点之间的协同催化作用能够增强底物吸附和降低能垒,从而使得MoCu DAzyme具有更强的催化活性。研究发现,具有多重类酶活性的MoCu DAzyme不仅可以产生多种ROS,还能够消耗GSH并阻断其再生,从而实现氧化应激的级联放大。
(2)此外,MoCu DAzyme在近红外II区生物窗口中也具有优异的光热转换性能。实验结果表明,MoCu DAzyme可通过结合纳米催化疗法和光热疗法实现高效的癌症协同治疗。综上所述,该研究工作能够进一步推进DAzymes的治疗应用,有望为癌症纳米催化治疗提供新的见解。
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