Precise Regulation of Enzyme–Nanozyme Cascade Reaction Kinetics by Magnetic Actuation toward Efficient Tumor Therapy

葡萄糖氧化酶 动力学 级联 级联反应 材料科学 催化作用 纳米技术 组合化学 生物物理学 化学 生物传感器 生物化学 生物 色谱法 量子力学 物理
作者
Ye Zhang,Yanyun Wang,Qi Zhou,Xiaoyong Chen,Jiao Wei,Galong Li,Mingli Peng,Xiaoli Liu,Yuan He,Hai Fan
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:13 (44): 52395-52405 被引量:27
标识
DOI:10.1021/acsami.1c15717
摘要

Spatiotemporal regulation of multi-enzyme catalysis with stimuli is crucial in nature to meet different metabolic requirements but presents a challenge in artificial cascade systems. Here, we report a strategy for precise and tunable modulation of enzyme-nanozyme cascade reaction kinetics by remote magnetic stimulation. As a proof of concept, glucose oxidase (GOx) was immobilized onto a ferrimagnetic vortex iron oxide nanoring (Fe3O4 NR) functionalized with poly(ethylene glycol) of different molecular weights to construct a series of Fe3O4 NR@GOx with nanometer linking distances. The activities of GOx and the Fe3O4 NR nanozyme in these systems were shown to be differentially stimulated by Fe3O4 NR-mediated local heat in response to an alternating magnetic field (AMF), leading to modulated cascade reaction kinetics in a distance-dependent manner. Compared to the free GOx and Fe3O4 NR mixture, Fe3O4 NR(D2)@GOx with an optimum linking distance of 1 nm exhibits a superior kinetic match between GOx and the Fe3O4 NR nanozyme and over a 400-fold higher cascade activity under AMF exposure. This enables remarkable intracellular reactive oxygen species production and significantly improved tumor inhibition of AMF-stimulated Fe3O4 NR(D2)@GOx in 4T1 tumor-bearing mice. The strategy reported here offers a straightforward new tool for fine-tuning multi-enzyme catalysis at the molecular level using magnetic stimuli and holds great promise for use in a variety of biotechnology and synthetic biology applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
在水一方应助li梨采纳,获得10
1秒前
丘比特应助chenll采纳,获得10
4秒前
4秒前
7秒前
学术答辩发布了新的文献求助10
9秒前
li梨发布了新的文献求助10
13秒前
张渔歌完成签到,获得积分10
13秒前
江北小赵完成签到,获得积分10
14秒前
刘瑞博完成签到,获得积分10
14秒前
小宣完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
ou应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
Lucas应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
ou应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
15秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
16秒前
16秒前
Sylvia完成签到 ,获得积分10
18秒前
伶俐的星月完成签到,获得积分10
19秒前
学术答辩完成签到,获得积分10
19秒前
野花做了玫瑰花的梦完成签到,获得积分10
20秒前
H_sH发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
CodeCraft应助小圆儿采纳,获得10
23秒前
li梨完成签到,获得积分10
24秒前
Orange应助学术答辩采纳,获得10
25秒前
娇气的春天完成签到 ,获得积分10
26秒前
悄悄.完成签到,获得积分10
26秒前
桓某人发布了新的文献求助10
27秒前
mawenke完成签到,获得积分10
29秒前
才哥完成签到 ,获得积分10
31秒前
单纯访枫完成签到 ,获得积分10
33秒前
33秒前
36秒前
37秒前
逐梦ing发布了新的文献求助10
37秒前
王森完成签到,获得积分10
39秒前
高分求助中
The three stars each: the Astrolabes and related texts 1120
Electronic Structure Calculations and Structure-Property Relationships on Aromatic Nitro Compounds 500
Berns Ziesemer - Maos deutscher Topagent: Wie China die Bundesrepublik eroberte 500
Stephen R. Mackinnon - Chen Hansheng: China’s Last Romantic Revolutionary (2023) 500
Revolutions 400
Psychological Warfare Operations at Lower Echelons in the Eighth Army, July 1952 – July 1953 400
宋、元、明、清时期“把/将”字句研究 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2436890
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2116950
关于积分的说明 5373714
捐赠科研通 1844942
什么是DOI,文献DOI怎么找? 918104
版权声明 561683
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 491166