Fehleringenieurwesen ermöglicht synergistische Wirkung von enzymnachahmenden aktiven Zentren für eine hocheffiziente Tumortherapie

Die Erforschung von Redox-Nanozymen, die in der Lage sind, die zelluläre Homöostase zu stören, bietet neue Möglichkeiten zur Entwicklung krebspezifischer Therapien, bleibt jedoch herausfordernd, da die meisten künstlichen Enzyme an enzymatischen Skalierungen und Konfigurationen mangeln. Hier nutzen wir zum ersten Mal eine Strategie des Fehleringenieurwesens, um ein einfaches, aber effizientes Redox-Nanozym zu entwickeln, indem wir enzymähnliche aktive Zentren konstruieren und die Mechanismen seiner Bildung und Katalyse gründlich untersuchen. Insbesondere wurde gezeigt, dass die partielle Fe-Dotierung in MoOx (bezeichnet als Fe-MoOv) die Aktivierung der Strukturrekonstruktion mit einer reichhaltigen Erzeugung von Fehlstellen, einschließlich Fe-Substitution und Sauerstoffvakuum-Defekten (OV), signifikant aktiviert, wodurch die Bindungskapazität und die katalytische Aktivität von Fe-MoOv-Nanozymen synergistisch gesteigert werden. Noch interessanter ist, dass aufgrund der durch Fe erleichterten Rekonstruktion der Bandstruktur viele delokalisierte Elektronen erscheinen, die direkt zum bemerkenswerten Oberflächen-Plasmon-Resonanzeffekt im nahen Infrarotbereich (NIR) beitragen. Unter NIR-II-Laserstrahlung sind die entworfenen Fe-MoOv-Nanozyme in der Lage, eine erhebliche Störung der Redox- und Stoffwechselhomöostase im Tumorbereich durch enzymnachahmende Kaskadenreaktionen zu induzieren, wodurch die therapeutischen Effekte signifikant erhöht werden. Diese Studie, die die Vorteile des Fehleringenieurwesens nutzt, bietet neue Erkenntnisse zur Entwicklung hocheffizienter Redox-Nanozyme.