单原子纳米酶(SAzymes)凭借其卓越的类酶催化活性,已成为肿瘤治疗领域颇具潜力的候选者。单原子纳米酶明确的结构使其可通过经验和理论计算进行较好的预测。但是,金属中心种类和配位环境对酶催化活性的影响多种多样,如何通过人工实验进行筛选催化活性具有挑战性。高通量筛选能够快速选出具有最优类酶活性的单原子纳米酶活性中心结构,因此其在肿瘤治疗中的更好应用备受期待。
有鉴于此,北京大学口腔医院王宇光教授、清华大学王定胜教授、浙江工业大学王式彬博士等通过DFT理论计算对类氧化酶过程建立了一个“高通量筛选-单原子纳米酶结构”体系,高效制备肿瘤治疗药物,并筛选不同金属和配位结构的差异。
本文要点:
(1)
通过这一筛选过程,合成了以过渡金属(Mn、Fe、Co、Ni)为活性中心的单原子纳米酶,随后对其多种酶活性进行测试。研究发现,以Co为活性金属中心的单原子纳米酶展现出最佳的类氧化酶活性,并且该体系在体外和体内实验中均显示出良好的抗口腔鳞状细胞癌特性。
(2)
这项研究通过理论计算筛选和实验验证进行结合,为口腔癌治疗中单原子纳米酶的合理设计开辟了一条新途径。
参考文献
Ji Shen, Guanmeng Zhang, Zedong Zhang, Ludan Zhang, Zechao Zhuang, Yuping Qian, Yuhai Dou, Shibin Wang, Dingsheng Wang, Yuguang Wang, High-Throughput Screening and General Synthesis Strategy of Single-Atom Nanozymes for Oral Squamous Cell Carcinoma Therapy, Adv. Mater. 2025
DOI: 10.1002/adma.202416463
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202416463