含钼纳米材料作为脂氧合酶的应用

本发明涉及纳米生物学，尤其是指含钼纳米材料作为脂氧合酶的应用。

背景技术：

1、二维纳米材料是指具有纳米片层结构的多元素纳米材料，具有比表面积大，表面活性高的特点。常见的二维纳米材料为氧化石墨烯、含硒化合物、含硫化合物、氮化硼等。二维纳米材料可根据制备方法的不同合成出不同层数/厚度(2-1000nm)的纳米结构，还可以在表面进行官能团的修饰。

2、二维纳米材料具有良好的电学特性、丰富的表面活性基团，在材料、生物工程等领域具有广泛应用。二维过渡金属二硫化物电子能带结构具有直接的带隙，使其在光致发光、吸收光谱以及光伏效应等性质上相较于过渡金属二硫化物都有所改变。直接的能带带隙对于光的吸收和发散都有很大的影响，其对于光的利用更加完全，利用二维结构对于这种材料对于光敏性能的提升，人们用单层mos2薄膜制作了光电晶体管，单层mos2薄膜也被用于制作led器件。极大的比表面积，较高的近红外区吸收，以及原子序数大是二维纳米材料的另一大特点。基于该特性以mos2，ws2，tis2为代表的二维纳米材料在生物医药领域也被应用于生物成像，肿瘤光热治疗，生物检测等领域。

3、脂氧合酶(lipoxygenase，lox)是生物体内最重要的一类酶，是一类非血红素铁蛋白，它催化含有顺,顺-1,4-戊二烯结构的多不饱和脂肪酸加氧反应，从而形成氢过氧化物。脂氧合酶普遍存在于动物、植物和真菌中。研究表明，lox酶是铁死亡关键调控因子，催化生成的过氧化脂质能够引发细胞铁死亡，铁死亡在肿瘤治疗方面有积极作用。然而基于蛋白质的生物酶具有成本高、不易保存(对极端环境如高温、极端ph，高离子强度的抗性差)、在有机试剂中立刻变性，无法重复利用等缺点。因此，发展具有类酶活性的模拟酶是近年来的研究热点。

4、纳米酶是一类具有类似酶功能的催化活性的纳米材料，自2007年被提出以来，受到广泛关注，众多纳米材料被报道具有类酶活性。例如，目前已发现二氧化铈纳米粒、二氧化锰纳米颗粒、氧化铜纳米粒、四氧化三钴纳米颗粒、五氧化二钒纳米线等都具有过氧化物酶催化活性；贵金属(noble metal)纳米材料同样具有过氧化物酶催化活性，包括金纳米颗粒、铂纳米颗粒以及多金属形成的复合纳米材料等；以石墨烯、富勒烯为代表的碳纳米材料具有核酸酶、超氧化物歧化酶的活性。

5、由此可见，现有的蛋白类酶普遍存在成本高、不耐极端环境(高温、极端ph，高离子强度)、无法重复利用等缺点。现有的纳米酶存在催化种类单一，尚未发现能够模拟lox酶活性的纳米材料。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了含钼纳米材料作为脂氧合酶的应用。本发明发现含钼纳米材料mos2具有类lox酶的活性，能够催化多不饱和脂质发生加氧反应，生成与生物酶lox相同的反应产物过氧化脂质。与蛋白酶比较，含钼纳米材料类酶具有可大批量制备、成本低、可多次重复利用、稳定性更强、易于修饰改性等优点。

2、本发明通过以下技术方案实现：

3、本发明的目的是提供含钼纳米材料作为脂氧合酶的应用，所述含钼纳米材料为mos2的二维纳米片层。

4、在本发明的一个实施例中，所述含钼纳米材料为厚度为0.1nm-20nm的片层纳米结构。

5、在本发明的一个实施例中，所述含钼纳米材料的浓度为0.001mg/ml-5mg/ml。

6、在本发明的一个实施例中，所述应用的方法为：

7、在氧气存在的条件下，含钼纳米材料催化底物进行过氧化反应，得到过氧化脂质；所述底物选自多不饱和脂肪酸和/或多不饱和磷脂。

8、在本发明的一个实施例中，所述底物为包含如下结构的脂质化合物：

9、

10、在本发明的一个实施例中，所述底物的单条碳链的双键个数≥2。

11、在本发明的一个实施例中，所述底物的浓度为1μm-1m。

12、在本发明的一个实施例中，，所述过氧化反应的温度为4℃-90℃。

13、在本发明的一个实施例中，所述过氧化反应的时间为0.1h-24h。

14、在本发明的一个实施例中，所述过氧化反应的离子强度为0.125m-4m。

15、在本发明的一个实施例中，所述过氧化反应的ph值为2-12。

16、本发明的含钼纳米材料具有lox酶的功能，可将含钼纳米材料应用于催化过氧化脂质生成；具有多次催化活性。用于调控铁死亡的发生和肿瘤治疗。

17、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

18、本发明提供了含钼纳米材料作为脂氧合酶的应用(催化流程图如图1所示)。本发明所述含钼纳米材料可用于替代昂贵的脂氧合酶，可应用于生物医药领域，用于研究脂质氧化，铁死亡效应，极大程度上降低成本，并且可以用于一些极端环境中，甚至是工业合成的反应中，替代某些关键步骤。

技术特征：

1.含钼纳米材料作为脂氧合酶的应用，其特征在于，所述含钼纳米材料为mos2的二维纳米片层。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述含钼纳米材料为厚度为0.1nm-20nm的片层纳米结构。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述含钼纳米材料的浓度为0.001mg/ml-5mg/ml。

4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述应用的方法为：

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述底物为包含如下结构的脂质化合物：

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述底物的单条碳链的双键个数≥2。

7.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述底物的浓度为1μm-1m。

8.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述过氧化反应的温度为4℃-90℃；所述过氧化反应的时间为0.1h-24h。

9.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述过氧化反应的离子强度为0.125m-4m。

10.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述过氧化反应的ph值为2-12。

技术总结
本发明涉及含钼纳米材料作为脂氧合酶的应用，属于纳米生物学技术领域。本发明所述含钼纳米材料为MoS<subgt;2</subgt;的二维纳米片层；所述含钼纳米材料具有类LOX酶的活性，能够催化多不饱和脂质发生加氧反应，生成与生物酶LOX相同的反应产物过氧化脂质。与蛋白酶比较，含钼纳米材料类酶具有可大批量制备、成本低、可多次重复利用、稳定性更强、易于修饰改性等优点。

技术研发人员：李瑞宾,谢仟仟,蔡晓明
受保护的技术使用者：苏州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7