[发明专利]多酶纳米复合物

说明书

相关申请的引用

本申请根据美国法典第35篇第119条(e)款要求2011年7月6日提交的名称为“ORAL DELIVERY OF ENZYMES BY NANOCAPSULES FOR TARGETED METABOLISM OF ALCOHOL OR TOXIC METABOLITES”的共同待决美国临时专利申请号61/504,975和2011年8月31日提交的名称为“MULTIPLE-ENZYME NANOCOMPLEXES”的共同待决美国临时专利申请号61/529,767的权利，所述各专利申请的内容以引用的方式并入本文。

政府资助的声明

本发明是在由美国国防部国防威胁降低局颁发的授予号HDTRA1-09-1-0001下在政府资助下完成。政府享有本发明中的某些权利。

技术领域

本公开大体上涉及含有协同执行其酶功能的多种酶的纳米结构。也公开制备和使用所述结构的方法。

背景技术

酶是介导活生物体中的每一生物过程的精巧生物催化剂。在真核生物细胞中，大多数酶不在胞质液内自由扩散，而是在空间上限定在亚细胞细胞器内或连同其它蛋白质一起以酶复合物形式紧密共定位(参见例如Conrado等人,Curr Opin Biotech19,492-499,(2008)；Yan等人,J Proteomics72,4-11,(2009))。在由多种酶催化的连续反应中，所述紧密限定使中间体在各酶间的扩散最小，从而增强总体反应效率和特异性(参见例如Yan等人,J Proteomics72,4-11,(2009))。

通常在体内，在代谢过程期间产生的毒性中间体由旨在降解所述毒素且共定位在限定结构内的邻近酶迅速消除(参见例如Kristensen等人,Natl Acad Sci USA102,1779-1784,(2005))。举例而言，过氧化物酶体持有具有重要代谢和分解代谢功能的多种氧化酶；毒性中间体，如过氧化氢(H₂O₂)(参见例如Wanders等人,Annu Rev Biochem75,295-332,(2006)；和Schrader等人,Histochem Cell Biol122,383-393,(2004))。有趣的是自然界通过在过氧化物酶体内并入催化酶(Cat)来绕过这个难题。催化酶在分解H₂O₂方面具有高度活性和特异性；快速消除所产生的H₂O₂会防止其从过氧化物酶体扩散出来且防止其对其它细胞组分的损害(参见例如Fujiwara等人,J Biol Chem275,37271-37277,(2000)；和Sheikh等人,P Natl Acad Sci USA95,2961-2966,(1998))。

尽管多酶构造通常存在于自然界中，但包括酶催化和治疗的当前酶基应用仍然局限于使用单一酶或其混合物(参见例如Leader等人,Nat Rev Drug Discov7,21-39,(2008)；Iso等人,J Microencapsul6,165-176,(1989)；Nouaimi-Bachmann等人,Biotechnol Bioeng96,623-630,(2007)；和Mateo等人,Enzyme Microb Tech40,1451-1463,(2007))。已广泛研究并有多种酶的无机和聚合材料；然而，酶以薄膜或大粒子(直径约100μm)形式随机固定在这些材料内，从而排斥其治疗应用(参见例如Srere等人,P Natl Acad Sci USA70,2534-2538,(1973)；Mansson等人,P Natl Acad Sci---Biol80,1487-1491,(1983)；Kochschmidt等人,Eur J Biochem81,71-78,(1977)；和Sheldon等人,Adv Synth Catal349,1289-1307,(2007))。