基於仿生納米凝膠囊的酶納米反應器的構建及評價

《基於仿生納米凝膠囊的酶納米反應器的構建及評價》是依託武漢理工大學，由殷以華擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於仿生納米凝膠囊的酶納米反應器的構建及評價
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：殷以華
• 依託單位：武漢理工大學

項目摘要

酶納米反應器是一類具有仿生細胞結構及酶催化功能的納米級酶封裝系統。基於脂質體和聚質體構建的酶納米反應器，前者缺乏穩定性，易發生酶的泄漏；後者因其雙層膜中疏水鏈段形成的疏水層較厚，不利於親水性小分子（如酶的底物）的滲透，需要在膜（或殼）中插入通道蛋白。本項目基於殼交聯納米凝膠囊的高穩定性和親水交聯網路的良好半透性構建一種新型酶納米反應器，並以脲酶為模型對其催化功能展開生物學評價。首先採用可光交聯的兩親性生物大分子衍生物，即主鏈氨基上帶有疊氮苯亞甲基的羧甲基殼聚糖替代雙親性嵌段共聚物，在水溶液中組裝成具有雙層膜的納米前囊；然後，經紫外光引發殼中疊氮基交聯鎖定構造，獲得結構更穩定、殼半透性良好的仿生納米凝膠囊；若在自組裝前的水溶液中加入活性酶，就可得到封裝酶的仿生納米凝膠囊即酶納米反應器。該方法簡易，製備條件溫和，無需加入交聯劑或其他物質，能為新型納米囊和酶納米反應器的發展提供理論及技術支撐。

結題摘要

酶納米反應器(enzmye nanoreactors)是一類模仿細胞內酶代謝功能的納米級酶包囊系統。它不僅可用於體內某種酶缺失病人的替補治療，而且還可用於體內某些靶物質的催化代謝，延長病人的生存期。基於脂質體和聚質體構建的酶納米反應器，前者穩定性差、易發生酶的泄漏，後者不利於酶底物的穿透、需要在膜（或殼）中插入通道蛋白。本項目以此為出發點設計構建了高穩定性和良好半透性的新型納米凝膠囊：首先採用羧甲基殼聚糖製備出了可光交聯的兩親性生物大分子，並隨後在水溶液中自組裝形成了納米囊，緊接著採用紫外光輻射快速殼交聯鎖定構造、獲得了高穩定的納米凝膠囊。最後，我們採用投射電鏡及動態光散射等手段或方法表征了納米凝膠囊的形態、大小及穩定性。精氨酸剝奪療法是通過精氨酸代謝酶降解或剝奪體循環中的精氨酸，切斷惡性腫瘤細胞生長和增殖所必需的胺基酸或營養，實現靶向治療某些腫瘤的一種新方法。精氨酸脫亞胺酶（ADI）對精氨酸的降解或剝奪具有高活性，但該酶的體內免疫原性高、循環半衰期短，限制了其套用。本項目以光交聯納米凝膠囊的製備方法為基礎，通過在囊組裝前的水溶液中加入ADI製備出了ADI酶納米反應器，並對其進行了穩定性、催化活性及體外生物學效應等評價。研究結果表明，該納米反應器不僅在體外血漿中顯示出高穩定性和高活性，而且能顯著抑制小鼠腫瘤肝癌細胞（MH134）的生長。該研究為發展新型高效酶納米反應器及其套用提供了新思路和嘗試。