Nitrogen‐Boosted H 2 O 2 Production of Arginine‐Polyphenol Nanozyme Drives Oxidative Eustress for Hair Regeneration

化学 氧化应激 活性氧 生物物理学 生物化学 超氧化物歧化酶 细胞生物学 氧化磷酸化 细胞内 线粒体 半醌 下调和上调 氧气 超氧化物 谷胱甘肽 酶 呼吸爆发 丙二醛 线粒体呼吸链 抗氧化剂 毛囊 呼吸链
作者
Yifei Wang,Yaojia Yang,Ao-Xue Wang,Chen Shen,Shenliang Tan,Changsheng Liu,Yuzheng Zhao,Xue Qu,Yifei Wang,Yaojia Yang,Ao-Xue Wang,Chen Shen,Shenliang Tan,Changsheng Liu,Yuzheng Zhao,Xue Qu
出处
期刊:Advanced Science [Wiley]
卷期号:: e19561-e19561
标识
DOI:10.1002/advs.202519561
摘要

Abstract Reactive oxygen species (ROS)‐triggered oxidative eustress can stimulate regenerative signaling, yet its therapeutic window remains narrow. Mitochondrial respiratory complexes and superoxide dismutase (SOD) are canonical enzymatic sources of intracellular H 2 O 2 . Here we report a biomimetic polyphenol–amino acid nanozyme (PEAs) that couples the semiquinone radical of coenzyme Q (ubiquinone) with the Arg143 residue of Zn/Cu‐SOD1. Through self‐assembling epigallocatechin gallate (EGCG) and L‐arginine (L‐Arg), PEAs enable O 2 adsorption and activation with controlled H 2 O 2 generation. The H 2 O 2 output is finely tuned by modulating the nitrogen (N) content from L‐Arg. Integrated experimental and computational analyses reveal that the N‐sites introduced by L‐Arg promote semiquinone electron delocalization, increase semiquinone abundance, thereby strengthening O 2 adsorption, facilitating electron/proton transfer, and lowering the reaction barrier for H 2 O 2 synthesis. Using the genetically encoded H 2 O 2 sensor HyPerion, this work validates the sustained intracellular modulation of H 2 O 2 by PEAs. In a mouse model of telogen effluvium, controlled H 2 O 2 delivery activates the follicular niche via Wnt/β‐catenin upregulation and Ca 2+ /calcineurin/NFAT downregulation, resulting in robust follicle activation and a non‐pharmacological approach to alopecia therapy. This polyphenol–amino acid nanozyme therefore provides a safe and effective strategy for in vivo pro‐oxidative modulation, offering a tunable H 2 O 2 ‐based platform to harness beneficial oxidative stress for tissue renewal.
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