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*本文首发于“纳米酶Nanozymes”公众号，2020年7月29日

引言

本次分享一篇发表在Angew. Chem. Int. Ed.上的文章The Fe‐N‐C Nanozyme with Both Accelerated and Inhibited Biocatalytic Activities Capable of Accessing Drug–Drug Interactions。本文的通讯作者张袁健教授来自东南大学化学化工学院，主要研究方向为基于富碳材料的光电分析化学（张袁健教授课题组网站https://Zhang.team）。

图3. (a) Fe-N-C-400和Fe-N-C-850纳米酶在水溶液中生成的TEMP-1O2加合物的电子自旋共振光谱及二重积分模拟曲线；(b) .O2-捕获剂SOD加入前后的Fe-N-C-400催化TMB氧化的紫外-可见吸收光谱动力学表征；(c) SCN-毒化前后Fe-N-C-400催化TMB氧化的紫外-可见吸收光谱

为了进一探究Fe-N-C的类氧化酶活性的来源，研究者通过ESR表征以及自由基捕获实验检测了可能的活性氧物种。结果表明，Fe-N-C的优异类氧化酶性能主要是因为1O2 和 .O2-的生成。进一步地，通过加入不同的探针分子证明了与Fe有结合作用的SCN-分子可以选择性地毒化不同碳化温度的Fe-N-C，且随着碳化温度升高，毒化程度增强，表明了Fe-Nx中心的存在。

图4. (a) 不同浓度酮康唑抑制剂对于Fe-N-C代谢1,4-DHP的影响（插图为酮康唑对此过程的抑制曲线)；(b) 不同抑制剂对Fe-N-C代谢1,4-DHP的抑制作用；(c) (d) Fe-N-C、抑制剂作用后完全洗涤的Fe-N-C和抑制剂的FT-IR光谱；(e) 可能的可逆抑制和不可逆抑制机理图

进一步，该研究利用Fe-N-C模拟了P450酶对二氢吡啶降压药（1,4-DHP）的代谢抑制行为。在常见抗菌药、抗生素或西柚汁的共同作用下，Fe-N-C表现出与P450酶类似的抑制行为（图4b）。图4（c），（d）对比了可逆抑制剂酮康唑和不可逆抑制剂西柚汁的红外光谱信息，发现Fe-Nx的特征振动在不可逆抑制剂作用下减弱。以上结果表明Fe-Nx中心对氧分子的活化及其与这些药物/食品不同的相互作用方式起到了关键作用。

结论与展望

通过重新探究Fe-N-C纳米酶制备策略，该研究在制得高效率的Fe-N-C类P450酶材料的基础上，通过模拟细胞色素代谢药物过程中不同的抑制反应，结合其活性可以被以不同程度和形式降低的实验结果，表明了该类Fe-N-C纳米酶具备与天然酶相似的Fe-Nx活性中心，且在相关催化及代谢过程中发挥了关键的作用。该发现为探索纳米酶更高级的生物功能提供了一个新思路，初步揭示了基于纳米酶应用“定制”Fe-N-C合成方法的重要性，同时也展现了Fe-N-C在一定程度上可替代昂贵的P450酶用于药物代谢体外初筛、用药剂量指导等药物-药物相互作用研究的广阔前景。此外，为进一步挖掘Fe-N-C的纳米酶潜力，将来还需开展更深入的纳米酶结构-底物种类-机制性能等相关研究。

原文：

Yuan Xu, Jing Xue, Qing Zhou, Yongjun Zheng, Xinghua Chen, Songqin Liu, Yanfei Shen, Yuanjian Zhang*, The Fe‐N‐C Nanozyme with Both Accelerated and Inhibited Biocatalytic Activities Capable of Accessing Drug–Drug Interactions, Angewandte Chemie-International Edition, 2020, DOI: 10.1002/anie.202003949.

原文链接：

https://doi.org/10.1002/anie.202003949

撰稿：许嫄

校审：盛世雨、徐庚辰

编辑：徐庚辰