[发明专利]一种具有一氧化氮合酶活性的贵金属纳米材料及其应用

说明书

本发明提供了一种具有一氧化氮合酶活性的贵金属纳米材料及其应用，包括：GNRs@Au、GNRs@Ag、GNRs@AuAg、GNRs@Pd、GNRs@Pt或GNRs@SiO₂中的任意一种或至少两种的组合。本发明的贵金属纳米材料，能够催化L‑精氨酸与NADPH发生反应生成NO，具有显著提高细胞内NO的水平的作用。

技术领域

本发明属于人工模拟酶领域，涉及贵金属纳米材料的类酶催化性质，具体涉及一种具有一氧化氮合酶活性的贵金属纳米材料及其应用。

背景技术

一氧化氮(NO)是细胞内的一种重要的信使分子，其生理功能已受到广泛的关注与深入的研究。1998年，美国的三位科学家因发现NO即是内皮细胞松弛因子(EDRF)而获得诺贝尔生理学与医学奖。NO不仅在心血管系统中发挥着重要的作用，而且在免疫调节，癌症的发病与治疗，以及组织损伤修复等生理过程中行使着重要的功能。因此，基于NO的疾病治疗受到人们越来越多的关注。

目前，提高NO的水平主要通过两种方式：一种是利用催化剂催化NO供体S-亚硝基巯基加合物类(RSNO)，如S-亚硝基白蛋白(AlbSNO)、S-亚硝基半胱氨酸(CysNO)和S-亚硝基谷胱甘肽(GSNO)等，释放NO；另一种是通过影响一氧化氮合酶的表达或调控一氧化氮合酶的活性从而调节体内NO的浓度。

Jia等利用金纳米颗粒诱导血清中的RSNO释放NO，证明了金纳米颗粒对RSNO具有诱导作用(Jia H Y,Liu Y,Zhang X J,et al.Potential Oxidative Stress of GoldNanoparticles by Induced-NO Releasing in Serum.Journal of the AmericanChemical Society,2008,131(1):40-41.)。随着越来越多的NO供体的出现，还出现了一些在近红外光的影响下，上转化纳米颗粒催化NO供体可控释放NO的研究(Zhang X,Tian G,Yin W,et al.Controllable Generation of Nitric Oxide by Near‐Infrared‐Sensitized Upconversion Nanoparticles for Tumor Therapy.Advanced FunctionalMaterials,2015,25(20):3049-3056.)。

内源性NO一般通过一氧化氮合酶催化L-精氨酸氧化产生，反应分为两步：第一步是L-精氨酸在一氧化氮合酶的催化作用下被氧化成为Nω-羟基-L-精氨酸，第二步是Nω-羟基-L-精氨酸继续被氧化生成L-瓜氨酸并产生NO，两步反应过程都需要消耗氧气和还原型辅酶II(NADPH)。1992年，研究人员第一次指出辣根过氧化物酶能催化Nω-羟基-L-精氨酸产生L-瓜氨酸和NO，其中Nω-羟基-L-精氨酸是一氧化氮合酶催化L-精氨酸转化成L-瓜氨酸和NO的中间产物(Boucher J L,Genet A,Vadon S,et al.Formation of NitrogenOxides and Citrulline upon Oxidation of Nω-hydroxy-L-arginine byHemeproteins.Biochemical and Biophysical Research Communications,1992,184(3):1158-1164.)。2002年，新的研究发现辣根过氧化物酶能催化羟基脲产生NO(Huang J,Sommers E M,Kim-Shapiro D B,et al.Horseradish peroxidase catalyzed nitricoxide formation from hydroxyurea.Journal of the American Chemical Society,2002,124(13):3473-3480.)。然而，目前还没有发现与一氧化氮合酶具有相同功能的类似物，可以直接催化L-精氨酸产生L-瓜氨酸和NO。