人工金屬酶是一類通過人為設計、將具有催化作用的金屬輔因子整合到蛋白質或納米粒子支架的模擬酶。人工金屬模擬酶的開發(fā)已經取得了一定程度的進展，但現有人工金屬模擬酶的效率仍然遠低于天然金屬酶。一個重要原因就在于天然金屬酶的活性中心經過自然選擇和進化，得以精準匹配底物結構，不僅牢牢地保護金屬輔因子，還可以在復雜細胞環(huán)境中選擇性地識別目標底物并進行高效催化?；诖?，從天然酶與底物的一一對應關系出發(fā)，構建具有活性中心的人工金屬酶以精準識別、催化底物分子，將具有重要的應用前景。 近日，東南大學的孫柏旺教授、新鄉(xiāng)醫(yī)學院的李瑤嘉博士和中國藥科大學的何偉副研究員合作，通過分子印跡技術，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，高效催化細胞內二甲基炔丙氧羰基（DmProc）脫除反應（非天然反應）的發(fā)生。
該論文基于分子印跡技術合成的人工金屬模擬酶具有獨特優(yōu)勢。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中心被保護在聚合物內部的同時，能夠在挑戰(zhàn)性的高谷胱甘肽（Cu催化劑的淬滅劑）環(huán)境下專一性識別、催化目標底物；其次，通過匹配模板分子的結構，該論文進一步提高了人工金屬酶的催化活性，并提供了一種將其應用范圍擴大到其他獨特底物的方法。最后，以甲狀腺激素（T3）啟動的基因開關為驗證模型，該人工金屬酶可在細胞內識別、催化T3前藥，原位合成T3分子，并以功能獲得性方式誘導細胞內螢火蟲熒光素酶的表達。 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的博士后高志國和中國藥科大學的碩士研究生邵泉林 Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202409849
