文献：红细胞膜覆盖铁矿化酶的自激活体内*级联

链接：https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7019169/

作者：刘文，阮苗良，刘腊梅，吉辛，马彦东，彭飞飞，唐国恒，林宏盛，戴健，伟雪

介绍

无机-生物混合系统近年来引起了广泛的研究兴趣，不仅探索了生物体的功能和存在机制，而且展示了惊人的重塑和利用自然的能力。尽管生物体可以在自然或非自然环境状态下进行生物矿化形成无机-生物混合系统，但很少有研究者研究酶的生物矿化以延长其催化性能，在生物体中发挥大量重要的生物学功能。研究表明，蛋白质在其框架上具有不同的结合位点，可以容纳额外的金属离子。超小铂纳米粒子被锚定在葡萄糖氧化酶中，通过光热效应增强酶活性。然而，由于其苛刻的催化条件和*的三维结构，酶的生物矿化用于体内*疾病仍然是一个巨大的挑战。

众所周知，*的生长和代谢需要大量的葡萄糖作为重要的能量来源。此外，过氧化氢（H 2 O 2）作为一种内源性活性氧（ROS），在大多数*中的含量高于正常组织11 ，表现出作为**的重要靶点12的潜力。因此，我们可以调节*葡萄糖和H 2 O 2 的代谢改变，利用葡萄糖氧化酶（GOx）催化葡萄糖为葡萄糖酸和H 2 O。然而，研究表明，在大多数癌细胞中，H 2 O 2 水平的升高可以促进*存活和增殖途径，加速癌细胞诱变和转移，并抵*细胞死亡。因此，通过Fenton反应22-25，H 2 O 2 可被有效催化，在亚铁离子（Fe 2+ ）作用下生成高活性的•OH ，• OH是一种剧毒的氧化剂，会导致核酸过氧化、蛋白质降解和脂质损伤。

由于Fe 3+ /Fe 2+氧化还原对的电位相对较低（0.77 V），通常的载Fe 2+载体在血液循环过程中可能引起生物氧化，对正常组织造成严重的副作用31。因此，将超小Fe 0纳米粒子（Fe 0 NP）锚定在葡萄糖氧化酶（GOx）内腔中，形成铁矿化葡萄糖氧化酶（GOx-Fe 0 ）作为潜在的**纳米催化剂。首先，葡萄糖氧化酶在*酸性条件下可以催化葡萄糖转化为葡萄糖酸和H 2 O 2 。同时，利用葡萄糖酸实时降低GOx-Fe 0周围的pH值，Fe 0 NPs可以快速电离为Fe 2+ ，催化H 2 O 2生成剧毒的羟基自由基（•OH），对近位细胞大分子造成不可逆的氧化损伤，产生副作用。因此，通过GOx-Fe 0的体内自激活级联反应，可以在*内原位生成•OH，具有很高的特异性。

然而，由于肾脏对超小纳米颗粒的清除率33 ，如何有效地在*部位积累铁矿化葡萄糖氧化酶（GOx-Fe 0 ）仍然是一个至关重要的问题。将合成纳米颗粒与活性细胞膜相结合的仿生纳米颗粒越来越受到关注。细胞膜赋予纳米颗粒特殊的功能，例如减少其清除和延长血液循环 。在我们之前的研究中，我们制造了红细胞膜包裹的纳米颗粒用于化学光疗和基因*，实现了显着的*消融和抑制体内肺转移。因此，红细胞膜（EM）可用于在体内隐蔽递送GOx-Fe 0 。更重要的是，红细胞膜作为天然囊泡保证了GOx-Fe 0 40的体内循环稳定性。先前的研究表明，红细胞作为高效的微反应器可以负载解毒酶，在体内实现良好的血液解毒。然而，红细胞膜缺乏*特异性靶向能力，不足以达到高的*癌功效。因此，赋予红细胞膜良好的癌症靶向能力将在体内酶传递方面显示出重要的临床价值。在本研究中， DSPE-PEG-Angiopep-2靶向肽被插入到红细胞膜上。Angiopep-2肽是一种*靶向部分，可特异性地结合在神经胶质瘤细胞表面过度表达的低密度脂蛋白受体相关蛋白（LRP）受体。

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