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湖南家教:化工院白玉罡教授课题组在胞内催化领域失掉新进展

发表日期:2023-1-5 作者:长沙湖南大学家教网 电话:170-5118-4005

能够在细胞内工作的金属催化剂有着庞大的操纵后劲,而高分子仿酶催化剂是个中的一种类型。这类人工分解的金属催化体系能扩大生物正交化学的适用规模,能够在细胞内完成一些做作生化过程中不存在化学反映。

克日,湖南大学化学化工学院白玉罡教授课题组报导了一种嵌膜大分子仿酶催化剂(Membrane-embedcatalyst,MEC不但可以或许不变在细胞膜上实现催化转化,并且在活细胞体系中使命时仿照照旧可以或许展现出底物选择性。相关功能以“AMembrane-EmbedMacromolecularCatalystwithSubstratSelectinLiveCell为题,颁发在美国化学会志》JournaloftheAmericanChemicSociety,JA CS杂志上,并中选为封面文章。

本项工作中,白玉罡教授课题组证实了这类“嵌膜”催化系统所具有的其实上风。

先是证实了该高分子仿酶催化体系可以或许稳定地“嵌入”细胞膜上,细胞膜上实现催化转化;而且,该高分子仿酶催化体系具有对反应原料(即“底物”决定性。当该催化体系在活细胞细胞膜上工作时,其底物决定性仍可保留,这是仿酶催化剂范畴的一大冲破。

还证明了细胞外的底物分子可以或许间接在细胞膜上被“嵌膜”催化剂转化为产物分子,并被递送到细胞内,这样就实现了细胞内外物资的高效互换。

嵌在细胞膜上的催化剂的使命默示图。右边的3D图展示了该催化剂的催化特性:底物与催化剂的库伦亲和力或疏水亲和力越强,催化效果越好。

为了展现“膜嵌入”式催化剂的操纵远景,该课题组还展示了把持这类催化剂实现功能份子的按需分化与跨膜递送的例子。一个例子中,嵌膜”催化剂在膜上将阴离子修饰的前药分子转化为了活性药物份子。由此,只要将催化剂“嵌入”目标细胞之上,底本没有进入细胞的才能的药物就只会在目标细胞中生成,起到切确“制导”药物的目的

另外一个例子中,作者们展现了一组药效低、难进入细胞的生物活性份子。嵌膜”催化剂的存在下,这两种分子直接在细胞膜上的催化剂内部被转化为效果更好的功能嵌合产物,该产物经由嵌在膜上的催化剂内部直接进入细胞内,产生更好的结果。

综上所述,该使命为催化剂设想、前药设计、胞内递送等提供了新的策略与方法。由于该工作在分子假想和催化效果上的冲破,被《JA CS选为封面论文。

白玉罡教授为论文主通讯作者,湖南大学为通讯单位。化学化工学院硕士研究生邓颖姣为论文第一作者,博士生吴彤在使命中也做出了重要进献,为论文的共同通讯作者和共同第一作者。该工作得到国家造作科学基金名目的撑持。

白玉罡教授课题组连年来还发展了基于人工金属酶和球形核酸的胞内催化系统,抗菌高分子、抗病毒高分子的研发上也有重要突破,多项使命被海内一流学术杂志选为封面、封底文章。

白玉罡课题组在2022年见刊的其他2篇封面/封底文章,左为中国化学会旗舰刊物《CCSChemistri封面,右为英国皇家化学会旗舰刊物《ChemicScienc封底。

美国化学会志》JournaloftheAmericanChemicSociety,JA CS美国化学学会(ACS刊行的学术期刊,也是该出版社的旗舰刊物,于1879年创刊至今。该期刊涉及化学范畴的所有内容信息。