薬剤耐性細菌感染に対する二重触媒金属有機フレームワークに基づくナノ酵素による活性酸素種の生成

酸化酵素様人工酵素（AE）は、生物学的応用における魅力的な活性酸素種（ROS）生成能力のために急速に発展しています。しかし、電子移動（ET）プロセスを調整することによってAE触媒性能を向上させる効率的な戦略は限られています。ここでは、新しい電子移動経路を持つ新たに設計されたMOFベースの酸化酵素模倣体（ZCA-X）が報告されています。活性中心の電子構造が調整され、薬剤耐性細菌に対してROSを強化するためのユニークなAu–N–Cuドメインが形成されます。過酸化水素やバンド構造の複雑な調整を伴う光触媒に依存する古典的なカスケード触媒システムとは異なり、酸化酵素様ZCA-20は、特定の基質やシミュレーションなしで直接的な四電子移動プロセスを介して酸素還元を触媒します。Au NCとCuN4単一サイトとの間の電荷移動によって形成されたAu–N–Cu活性ドメインは高い触媒効率（kcat = 3.61 s–1）を示し、ROSを中間生成物として生成します。ZCA-20 AEは、ROS媒介の構造損傷に対する薬剤耐性細菌の触媒的根絶に使用され、in vitroおよびin vivoの両方で顕著な治療効果を示します。異なる活性部位を結合することによってETプロセスを調整するこの戦略は、高い選択性と酵素活性を持つ新しいAEの開発を促進する可能性があります。