手性碳点选择性抑制漆酶的活性

文章亮点

1. 首先使用高温聚合法制备的手性CDots调节漆酶的活性。

2. L-Trp-CDots的对漆酶的抑制效率高于D-Trp-CDots。

3. 漆酶的二级结构引起抑制效率的差异。

4. CDots的结构分析表明手性是由手性官能团引入的。

5. 该工作为理解手性 CDots 中的手性官能团提供了基础。

 研究背景

手性结构在生物化学、医学和药学领域具有重要作用。手性碳纳米材料，如石墨烯和碳纤维已经在催化领域的应用得到了广泛的研究。手性碳点（CDots）由于其良好的生物相容性和低毒性，在酶催化领域引起了广泛关注。纳米杂化-酶系统是一种理想的生物催化系统，具有从纳米催化到异相催化的各种优势。对于手性CDots-酶杂化体系，还需要了解手性CDots和酶之间的相互作用。研究碳核和手性官能团对酶活性调节的影响。

在手性CDots的合成方面，手性碳纳米结构的合成策略主要有两种：一步合成法和两步合成法。一步法包括一步水热法、微波法、电解法等。两步合成法主要是在非手性碳核上进行手性修饰。手性来自于碳核边缘手性配体的修饰。因此，为了明确手性源和控制CDots的手性，用两步法在非手性CDots上修饰手性官能团要比一步法好。

 图文速读

方案1. 手性碳点合成过程的示意图。

图1. (a) L-Trp-CDots的TEM图像（插图：L-Trp-CDs 的粒径分布图）。(b) L-Trp-CDots（红线）和L-Trp（黑线）的FT-IR 光谱。(c) L-Trp-CDots的PL激发（黑线）和发射（红线）光谱。(d) L-Trp-CDots（红线）和 L-Trp（黑线）的紫外-可见光谱。(e) L-Trp（黑线）和 D-Trp（红线）的CD 光谱。(f) L-Trp-CDots（黑线）和D-Trp-CDots（红线）的CD光谱。

图2. L-和D-Trp-CDots 在 (a) 不同 pH 值 (4-10)；(b) 各种温度（25-65°C）；(c) 各种离子强度 (0.4–2.0 mol L-1 NaCl) 下的手性稳定性；(d) 用不同浓度的L-和D-Trp-CDots 处理 24 小时后的 HUVEC 活力。

图3. (a) L-/D-Trp-CDots的全扫描XPS光谱。L/D -Trp-CDots 的高分辨率 XPS 光谱：(b) C 1 s，(c) N 1 s 和 (d) O 1 s。

图4. (a) CA-CDots和L-/D-Trp-CDots结构随手性官能团改变的示意图，在一个碳核上L-/D-Trp-CDots手性官能团数为26 –37；漆酶、LLTCDs (b)、LCACDs (c) 和 LDCCDs (d) 在 30 °C 水浴中的紫外-可见光吸光度的底物降解。（漆酶和L-或D-Trp-CD 的浓度分别为 40 和 0.5 mg mL-1。）

图5. (a) L-Trp-CDots（红色柱）和 D-Trp-CDots（蓝色柱）在不同浓度（0.2-3 mg mL-1）下的抑制率。(b) 游离漆酶、LLTCDs 和 LDTCDs 杂种的 SDS-PAGE 分析；(c) 游离漆酶、LLTCDs 和 LDTCDs 的 Lineweaver-Burk 图（漆酶和 CDots 的浓度分别为 40 mg/mL 和 3 mg/mL）；(d) 游离漆酶、LLTCDs 和 LDTCDs 的 CD 光谱（手性 CDots 用作背景液体以消除其手性对漆酶 CD 信号的影响）。（CDots：漆酶= 1:13，平均值 ± SD，*P < 0.05 和 ***P < 0.001）。

方案2. 手性CDots改变酶结构示意图。