Cientistas apresentam novas nanozimas de átomo único


Uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Hui Wang da Institutos de Ciências Físicas de HefeiAcademia Chinesa de Ciências, desenvolveu um Fe-N modulado por átomo de O axial4 nanoenzima. Esta nanoenzima catalisa eficientemente o H2O2 Reação de Russell para produzir oxigênio singlete (1O2) em um ambiente hipóxico sem estimulação externa. Este estudo foi publicado em Ciência Avançada.

Cientistas apresentam novas nanozimas de átomo único
Figura: Estratégia sintética de O-Fe-N4 SAEs para catalisador em cascata aprimorado 1O2-terapia induzida. Crédito da imagem: LIU Hongji

Apesar dos desafios como espécies redox superexpressas, microambientes tumorais hipóxicos e a necessidade de estimulação externa invasiva, 1O2-técnicas elevadas mostram-se promissoras na limitação do crescimento de tumores malignos. O tratamento quimiodinâmico do tipo Russell (CDT) oferece um método independente de oxigênio para produzir 1O2reduzindo danos aos tecidos normais.

Tradicionalmente, a CDT tem usado nanomateriais baseados em Cu e Mo devido à natureza inerte de outros materiais. Enzimas de átomo único (SAEs) com sítios ativos uniformes e estruturas eletrônicas personalizáveis ​​oferecem uma solução potencial, mas sua distribuição simétrica de elétrons frequentemente resulta em atividade catalítica inadequada.

Para resolver isso, os pesquisadores projetaram um novo SAE com um átomo de O axial projetado por Fe-N4 estrutura. As simulações da teoria funcional da densidade mostraram que o átomo O axial desloca o centro da banda d do Fe-N4 native em direção ao nível de Fermi, reduzindo a energia de ativação e aumentando 1O2 seletividade e eficiência de produção. O O-Fe-N de cinco coordenadas4 estrutura demonstrou atividade catalítica significativa.

O O-Fe-N4 A nanozima exibiu um desempenho enzimático de autocascata notável, imitando a glutationa oxidase e agindo como um indutor de espécies reativas de oxigênio (ROS), prevenindo assim a depleção de ROS.

Em ambos em vitro e na Vivo estudos, a nanozima reduziu efetivamente o crescimento de células de câncer de mama triplo-negativo por meio da peroxidação lipídica e diminuiu a atividade da glutationa peroxidase 4.

Segundo os cientistas, o O-Fe-N4 Os SAEs não só superam as limitações dos sistemas tradicionais 1O2– tratamentos de tumores elevados, mas também fornecem informações valiosas sobre a eficiência catalítica superior do Fe-N4 catalisadores.

Referência do periódico:

Liu, H., e outros. (2024) Fe(III)-N modulado por átomo de O axial4 Sítios para Catalítico em Cascata Aprimorado 1O2– Terapia de tumor induzido. Ciência Avançada. doi:10.1002/advs.202307254

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