通过合理的设计氨基酸双亲物(amino acid amphiphiles, AAAs)能够获得极具前景的软纳米材料。在适当的条件下,AAA可以自组装成各种功能性纳米结构,如球形囊泡、纳米颗粒、纳米管和纳米线等。然而,目前的文献中缺乏不同的酶和AAA组装的纳米结构多样性以满足在生物医学上的应用。
有鉴于此,IISER Bhopal的Aasheesh Srivastava课题组利用辣根过氧化物酶HRP辅助的酶促二聚化诱导自组装(e-DISA)策略,通过一锅法从丙氨酸-酪胺缀合物制备高度均匀的纳米颗粒(NP)。
图片来源:Angew. Chem. Int. Ed.
约60%添加到体系中的HRP酶被包埋在纳米颗粒内,随后酪胺、单宁酸等酚类化合物对该NP进行合成后修饰。修饰纳米颗粒能够利用表面氨基的亲核性进一步偶联如丹酰氯(Dansyl)、异硫氰酸荧光素(FITC)等小分子化合物,进一步修饰的纳米颗粒其表面能均匀的散发荧光。通过类似的偶联方案,适配体、抗体和/或其他亲核/亲电药物也可以附着在这种纳米颗粒上,用于靶向药物递送或疫苗的各种生物医学应用。
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此外,这种纳米颗粒还可以同时包埋多种酶,如将葡萄糖氧化酶(GOx)和辣根过氧化物酶(HRP)进行同时包埋用于催化级联反应,检测唾液中葡萄糖水平,检测下限为740 nM。结果表明,这种纳米颗粒在生物分析细胞定量具有一定的实用性。
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最后,还对这种纳米颗粒的细胞相容性进行了研究。结果表明,NP表现出良好的细胞相容性,并且在一定程度上对pH(酸性到碱性)、温度、超声处理甚至有机溶剂(EtOH)的变化表现出稳定性,这是因为NP可以通过分子间氢键、π-π和CH-π相互作用而稳定。因此,通过e-DISA策略合成的纳米颗粒可以通过设计不同的酶反应前体来拓展其应用价值。
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原文标题:Enzymatic Dimerization-Induced Self-Assembly of Alanine-Tyramine Conjugates into Versatile, Uniform, Enzyme-Loaded Organic Nanoparticles
Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202314960
原文作者:Manas Kumar Pradhan+, Surya Suresh Puthenpurackal+, and Aasheesh Srivastava*