人工金屬酶是一類通過人為設(shè)計(jì)、將具有催化作用的金屬輔因子整合到蛋白質(zhì)或納米粒子支架的模擬酶。人工金屬模擬酶的開發(fā)已經(jīng)取得了一定程度的進(jìn)展，但現(xiàn)有人工金屬模擬酶的效率仍然遠(yuǎn)低于天然金屬酶。一個(gè)重要原因就在于天然金屬酶的活性中心經(jīng)過自然選擇和進(jìn)化，得以精準(zhǔn)匹配底物結(jié)構(gòu)，不僅牢牢地保護(hù)金屬輔因子，還可以在復(fù)雜細(xì)胞環(huán)境中選擇性地識(shí)別目標(biāo)底物并進(jìn)行高效催化?；诖耍瑥?span id="9iyvkss" class="">天然酶與底物的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系出發(fā)，構(gòu)建具有活性中心的人工金屬酶以精準(zhǔn)識(shí)別、催化底物分子，將具有重要的應(yīng)用前景。 近日，東南大學(xué)的孫柏旺教授、新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院的李瑤嘉博士和中國(guó)藥科大學(xué)的何偉副研究員合作，通過分子印跡技術(shù)，開發(fā)了一種全新的人工金屬酶合成策略，以分子印跡聚合物作為三（1,2,3-三氮唑甲基）胺-Cu(I)配合物（Cu-TTA，金屬輔因子）的固定支架，構(gòu)建了一種具有高度特異性和底物專一性的人工金屬模擬酶，高效催化細(xì)胞內(nèi)二甲基炔丙氧羰基（DmProc）脫除反應(yīng)（非天然反應(yīng)）的發(fā)生。
該論文基于分子印跡技術(shù)合成的人工金屬模擬酶具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。該人工金屬模擬酶與天然金屬酶具有相近的尺寸，且金屬Cu中心被保護(hù)在聚合物內(nèi)部的同時(shí)，能夠在挑戰(zhàn)性的高谷胱甘肽（Cu催化劑的淬滅劑）環(huán)境下專一性識(shí)別、催化目標(biāo)底物；其次，通過匹配模板分子的結(jié)構(gòu)，該論文進(jìn)一步提高了人工金屬酶的催化活性，并提供了一種將其應(yīng)用范圍擴(kuò)大到其他獨(dú)特底物的方法。最后，以甲狀腺激素（T3）啟動(dòng)的基因開關(guān)為驗(yàn)證模型，該人工金屬酶可在細(xì)胞內(nèi)識(shí)別、催化T3前藥，原位合成T3分子，并以功能獲得性方式誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)螢火蟲熒光素酶的表達(dá)。 論文信息 Molecularly Imprinted Polymers for Highly Specific Bioorthogonal Catalysis Inside Cells Dr. Zhiguo Gao, Quanlin Shao, Jiaqi Xing, Yi Liang, Fanzhen Meng, Jian Chen, Dr. Wei He, Dr. Yaojia Li, Prof.?Dr. Baiwang Sun 文章的第一作者是東南大學(xué)的博士后高志國(guó)和中國(guó)藥科大學(xué)的碩士研究生邵泉林 Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202409849
