卢小泉/翟艳玲/焦雷Anal. Chem.：B6/CuSA纳米酶用于硫醇和细胞鉴定

研究内容

基于纳米酶的抑制反应的基本机制和位点研究尚不明确，迫切需要先进的纳米酶作为介质来阐明抑制作用。

青岛大学卢小泉/翟艳玲/焦雷开发了一类纳米酶，其特征是单个Cu−N催化结构和B−O位点作为多孔氮掺杂碳基底（B 6 /Cu SA ）上的结合结构，用于在原子水平上诱导可调节的抑制转移。具有单个Cu−N位点的Cu SA 以半胱氨酸结合为特征，并通过配位键表达竞争性抑制，抑制常数为0.048 mM。得益于纳米酶中的模块化结合方式，B 6 /Cu SA 通过非共价键对半胱氨酸具有混合结合方法，并提供记录混合抑制相互作用，竞争性抑制常数为0.054 mM，非竞争性抑制恒定为0.71 mM。相关工作以“Nanozymes with Modulable Inhibition Transfer Pathways for Thiol and Cell Identification”为题发表在国际著名期刊Analytical Chemistry上。

研究要点

要点1.作者报告了一类锚定在氮掺杂碳基底（B 6 /Cu SA ）上的Cu−N和B−O位点，其表现出增强的POD样活性。

要点2.实验表明，具有单个Cu−N位点的CuSA在Cys结合中具有特征，并通过配位键表达竞争性抑制，竞争性抑制常数（K i ）为0.048 mM。受益于纳米酶中的可调节结合机制，B 6 /Cu SA 通过非共价键与Cys具有混合抑制方法，并提供了创纪录的混合抑制相互作用，K i 为0.054 mM，非竞争性抑制系数（K i′ ）为0.71 mM。

要点3.基于Cu SA 和B 6 /Cu SA 与硫醇的可调节抑制转移途径，构建多通道传感器阵列有助于五种硫醇的分配和五种细胞类型的鉴定，包括癌细胞和正常细胞。

该发现推进了纳米酶的应用，赋予了它们在硫醇初步鉴定中替代天然酶的巨大潜力，并为纳米酶抑制机制提供了见解。

研究图文

图1. B x /Cu SA 的合成与表征。

图2.（a）纳米酶催化TMB显色反应示意图。（b）Cu SA 、B 4 /Cu SA 、B 6 /Cu SA 和B 10 /Cu SA 对不同浓度的H 2 O 2 和（c）TMB的影响（V max 和K m 是通过直接应用Michaelis-Menten方程作为非线性最小二乘回归计算的）。（d）不同Cys浓度下HRP和（e）B 6 /Cu SA 催化H 2 O 2 的初始速度。（f）Cys的标准化催化活性。通过用水洗涤将失活的B 6 /Cu SA 返回，并在没有抑制剂的情况下重新测试。（g）B 6 /NC、B 6 /Cu SA 、失活B 6 /NC、回收后失活B 6 /Cu SA 和Cys的FTIR光谱。（h）B 6 ／Cu SA 和Cys的Cu 2p XPS谱抑制了B 6 ／Cu SA 。（i）B 6 /NC和Cys的O 1s XPS光谱抑制了B 6 /NC。

图3.（a）Cys测定的催化机理。（b）Michaelis-Menten曲线和（c）不同Cys浓度下B 6 /Cu SA 激活H 2 O 2 的Lineweaver-Burk图。（d）Michaelis-Menten曲线和（e）不同Cys浓度下Cu SA 激活H 2 O 2 的Lineweaver-Burk图。对（f）V max 和（g）K m 值存在不同的抑制作用。（h）B 6 /Cu SA 、Cu SA 和抑制剂的结合位点之间的机制。

图4.（a）传感器阵列对五种硫醇（300 μM）、（b）具有不同摩尔比和总浓度为300 μM的二元硫醇混合物和（c）具有不同浓度的Cys的2D典型得分图。（d）Cys浓度（1−300 μM）与PC1之间存在线性关系。（e）各种细胞的疾病识别原理图。（f）色度响应模式A/A 0 和（g）传感器阵列对五种细胞的2D典型评分图。（h）正常MLE-12、BV2和癌性H22、GL261和panco2细胞的HCA树状图。

文献详情

Nanozymes with Modulable Inhibition Transfer Pathways for Thiol and Cell Identification

Lijun Hu, Lei Jiao,* Chengjie Chen, Xiangkun Jia, Xiaotong Li, Dongbo Yan, Yanling Zhai,* Xiaoquan Lu*

Anal. Chem.

DOI: https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c05355

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