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酶催化的原子转移自由基聚合(ATRPase)和金属配位交联方法成功制备出纳米人工多酶凝胶体系
常见的纳米酶大多数是金属化合物纳米颗粒,其催化活性主要是来自在纳米颗粒表面的金属离子。在自然界中,生物酶的特征表明活性位点和支持、稳定活性位点的网络环境对于高催化效率同样重要。通过调整活性位点的成分和环境可以实现高的活性和选择性。水凝胶是一类具有良好生物相容性的三维亲水网络材料,其结构可以有效地保护酶分子活性中心,同时提供更好的底物迁移微环境,从而实现有效的催化作用,载酶水凝胶材料已成为生物学研究中的热点。纳米凝胶为水凝胶的纳米粒子,具有类似于宏观水凝胶材料的亲水网络及类似流体的传输特性,其纳米的尺寸可以作为进一步体内生物应用的理想载体。在受限的纳米空间中实现修饰或组装以获得杂化纳米凝胶仍然存在挑战。应对这一挑战,同济大学化学科学与工程学院王启刚团队从仿生的角度出发,设计了一种酶催化的原子转移自由基聚合(ATRPase)和金属配位交联方法成功制备出纳米人工多酶凝胶体系。该体系具有模拟超氧化物歧化酶(SOD-like)和过氧化物酶(POD-like)特性,可以实现肿瘤微环境级联催化的响应成像。日前,相关研究成果以“Multienzyme‐Mimic Nanogels Synthesized by Biocatalytic ATRP and Metal Coordination for Bioresponsive Fluorescence Imaging”为题,发表在国际著名学术期刊 Angewandte Chemie International Edition (《德国应用化学》) 上。同济大学化学科学与工程学院为该文的唯一通讯作者单位,硕士生齐美园为第一作者,王霞副教授和王启刚教授为共同通讯作者。 图1.(a)人工多酶凝胶体系的ATRPase及配位交联制备流程(b)模拟SOD和POD级联酶催化的肿瘤微环境响应的荧光成像机制。研究人员首先在纳米粒子表面修饰酶催化的原子转移自由基聚合的引发剂(-Br),以具有良好生物相容性的生物酶为催化剂,修饰有双键的赖氨酸(N-acryloyl-L-lysine)为聚合单体,在纳米粒子周围聚合制备得到聚赖氨酸高分子刷,最后通过亚铁配位交联,从而构建出具有多酶活性的人工多酶凝胶体系(如图1所示)。凝胶体系中高分散的Fe离子一方面作为凝胶网络的交联剂,同时作为模拟酶的活性中心。通过模拟SOD和POD酶,先将肿瘤部位高水平的O 2 •− 催化转化为H 2 O 2 ,进一步基于肿瘤部位提升的H 2 O 2 通过级联酶催化反应实现肿瘤微环境响应的安全、高效的肿瘤成像。该人工多酶凝胶体系类似自然的过氧化物酶催化机制不产生羟基自由基,具有低毒性和高生物安全性。同时,ATRPase方法和金属配位交联技术可进一步实现多种纳米材料体系的制备,用于药物输送和其他生物医学应用。该研究成果得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划等经费支持以及中国科学院强磁场科学中心的技术支持。王启刚教授团队多年来一直致力于高分子凝胶固定酶技术及其生物诊疗应用,近5年累计以通讯作者在 Adv.Mater. ,  Nat. Commun. ,  Angew. Chem. Inter. Ed. 等期刊发表SCI论文50多篇。文献链接:https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202002331  PDF:anie_202002331.pdf课题组网站:https://qgwang.tongji.edu.cn/
同济大学 2021-04-11
头孢类抗生素药物头孢卡品酯 与其噻唑酸侧链的合成
头孢卡品酯是由日本盐野义公司开发的新型头孢菌素类抗生素,于1997年以Flomox的商品 名首次上市。这一头孢抗生素品种对头孢烯羧酸母核的7-位、3-位和4-位进行了化学修饰,使 其成为它一个口服吸收性能好,对革兰氏阳性菌及阴性菌有广泛抗菌活性的头孢类抗生素品 种。日本14、15、16版药局方收录头孢卡品酯一水合物盐酸盐作为商品活性物。由于头孢卡品 酯的专利到期,国内多家企业在开发仿制。 头孢卡品酯由于涉及头孢烯羧酸母核三个结构部位的化学修饰,以及它的噻唑酸侧链的合 成,因此具有较高的难度。华东理工大学经数年潜心研究,打通头孢卡品酯合成工艺,并且开 发了立体选择性合成噻唑酸侧链的新工艺,形成具有自主知识产权的头孢卡品酯合成工艺,工 艺简便、收率高。 所开发的头孢卡品酯与噻唑酸侧链合成路线的优点在于: 1. 工艺路线设计合理,反应步骤简洁,避免使用无机碱,提高了关键中间体头孢卡品酸二 异丙胺盐的收率和质量。 2. 在合成路线中,使用一锅煮工艺,操作简便,易于规模化生产。 3. 采用高效、高立体选择性技术合成噻唑酸侧链,可以合成单一完全顺式的侧链产物。 4. 在全部的合成步骤中,避免了敏感昂贵试剂的使用,均使用结晶的方法分离中间体与终 产物,消除了分离的难点。
华东理工大学 2021-04-11
西伯利亚花楸果实提取物在制备治疗胃癌药物中的应用
 本发明获得的西伯利亚花楸果实提取物,通过提取物对胃癌细胞BGC823抑制率的研究表明:西伯利亚花楸果实提取物具有很强的抑制胃癌细胞生长的能力,当提取物浓度为200μg/mL,培养48h时,抑制率就达到50%。
辽宁大学 2021-04-11
治疗2型糖尿病、脑卒中、结肠炎、胃溃疡的新型化学及生物药物
项目成果/简介:实验室研究概貌:衰老相关疾病就是随着年龄升高其发病率随之上升的疾病,包括2型糖尿病、脑卒中、肠胃溃疡等。根据我们的衰老理论,衰老就是各器官组织功能衰退导致的,而不同器官组织功能的加速衰退就会导致各种衰老相关疾病。因此,衰老与衰老相关疾病具有共同机制,解决了衰老相关疾病,就可以揭示衰老的关键机制,开发延缓衰老新策略。实验室研究成果:我们建立了新型药物筛选平台,以动物为研究模型,筛选了大量化合物(主要为临床用药、新合成化合物、天然产物提取液)、基因工程改造的益生菌。筛选发现了一系列有望治愈2型糖尿病(图1)、脑卒中(图2)、肠胃溃疡(图3)等疾病的候选药物。特点如下:疗效好:活性较治疗相应疾病的临床用药活性高,相同条件下,可更有效降低血糖、治疗蛋白尿、减少脑梗死体积、抑制肠胃溃疡。靶点新:药物相应靶点(target)不同于已经发表、各公司正在研发的靶点。同时新发现靶点有可能是导致疾病的真正基因。已知靶点有可能只是导致某些症状的表层靶点。剂量低:相对于现有临床药物,我们发现的小分子剂量为其临床应用剂量的1/400-1/10,因此长期使用副作用将会更低。有治愈潜力:根据我们的数据,益生菌、小分子可以避免现有临床药的毒副作用,比如现有糖尿病治疗药物的肝肾、心脏毒性,并具有保肝护肾、降低动脉粥样硬化的功能。同时,我们选用的益生菌,本身就具有优化肠道菌群,改善肠胃功能的效果。数量多:小分子化合物40余种,2020年底至今已申请专利14项。治疗性益生菌5种。适应症广:个别小分子、益生菌可同时预防和治疗多种疾病。如一种益生菌可治疗2型糖尿病(在2周内显著降低血糖)、缺血性脑卒中、肠胃溃疡。这说明经过改造的益生菌,可以分泌穿透大鼠血脑屏障的纳米尺度小泡,治疗大脑相关疾病。合作需求:关于小分子和治疗性益生菌,考虑在有生物医药产业基础的高新区建立企业,也希望与大型药企合作开发药物。同时,我们可在以上所述研究领域提供技术服务、咨询服务等。
兰州大学 2021-04-10
单糖木糖制品在制备预防和治疗泌尿系统感染药物中的应用
本发明提出单糖-木糖(D-xylose)通过与尿道致病性大肠杆菌的菌毛抗原相结合,抑制尿道致病性大肠杆菌在尿道中的定殖,从而具有预防和治疗尿道致病性大肠杆菌造成的泌尿系统感染的效果。
天津医科大学 2021-02-01
治疗2型糖尿病、脑卒中、结肠炎、胃溃疡的新型化学及生物药物
实验室研究概貌: 衰老相关疾病就是随着年龄升高其发病率随之上升的疾病,包括2型糖尿病、脑卒中、肠胃溃疡等。 根据我们的衰老理论,衰老就是各器官组织功能衰退导致的,而不同器官组织功能的加速衰退就会导致各种衰老相关疾病。因此,衰老与衰老相关疾病具有共同机制,解决了衰老相关疾病,就可以揭示衰老的关键机制,开发延缓衰老新策略。 实验室研究成果: 我们建立了新型药物筛选平台,以动物为研究模型,筛选了大量化合物(主要为临床用药、新合成化合物、天然产物提取液)、基因工程改造的益生菌。筛选发现了一系列有望治愈2型糖尿病(图1)、脑卒中(图2)、肠胃溃疡(图3)等疾病的候选药物。 特点如下: 疗效好:活性较治疗相应疾病的临床用药活性高,相同条件下,可更有效降低血糖、治疗蛋白尿、减少脑梗死体积、抑制肠胃溃疡。 靶点新:药物相应靶点(target)不同于已经发表、各公司正在研发的靶点。同时新发现靶点有可能是导致疾病的真正基因。已知靶点有可能只是导致某些症状的表层靶点。 剂量低:相对于现有临床药物,我们发现的小分子剂量为其临床应用剂量的1/400-1/10,因此长期使用副作用将会更低。 有治愈潜力:根据我们的数据,益生菌、小分子可以避免现有临床药的毒副作用,比如现有糖尿病治疗药物的肝肾、心脏毒性,并具有保肝护肾、降低动脉粥样硬化的功能。同时,我们选用的益生菌,本身就具有优化肠道菌群,改善肠胃功能的效果。 数量多:小分子化合物40余种,2020年底至今已申请专利14项。治疗性益生菌5种。 适应症广:个别小分子、益生菌可同时预防和治疗多种疾病。如一种益生菌可治疗2型糖尿病(在2周内显著降低血糖)、缺血性脑卒中、肠胃溃疡。这说明经过改造的益生菌,可以分泌穿透大鼠血脑屏障的纳米尺度小泡,治疗大脑相关疾病。 合作需求: 关于小分子和治疗性益生菌,考虑在有生物医药产业基础的高新区建立企业,也希望与大型药企合作开发药物。同时,我们可在以上所述研究领域提供技术服务、咨询服务等。
兰州大学 2021-05-11
双膦酸盐类药物的离子色谱分离积分脉冲安培法检测分析的方法
本发明涉及双膦酸盐类药物的离子色谱分离分析方法,特别涉及等度分离积分脉冲安培检测分析的双膦酸盐类药物的离子色谱分离积分脉冲安培检测分析方法,包括实际样品处理、基线测绘、进样和离子交换、洗脱、电化学检测分析步骤;本发明对双膦酸盐药物能进行良好的分离分析,保留时间、峰高、峰面积的相对标准偏差均小于2.0%,工艺流程大为简化,本方法还可用于血液样品中的双膦酸盐药物含量的检测。
浙江大学 2021-04-11
“后期多样化衍生策略”在天然产物合成与创新药物研发中的应用
活性天然产物在合成化学发展、生物医学研究与创新药物发现中一直扮演着重要角色。过去三十年中,接近50%的新上市创新药物来源于天然产物或其衍生物。天然产物的衍生化对构效关系研究和药物活性优化至关重要,而直接通过选择性的官能团化对天然产物进行后期衍生改造无疑是最经济高效的方法。此外,对于天然产物的后期衍生化也有助于快速、有效地构造出化学探针,帮助开展化学生物学研究,揭示新的生物靶点和作用机制。  近年来,随着有机合成方法学与生物酶催化技术的蓬勃发展,涌现出很多在复杂底物上进行选择性官能团化的方法。这些方法极大地促进了天然产物“后期多样化衍生策略” (late-stage diversification)的发展。基于在天然产物后期多样化衍生方面的出色工作,近期雷晓光课题组在美国化学会旗舰期刊《ACS Central Science》上发表了两篇背靠背文章,详细阐述了“后期多样化衍生策略”在天然产物合成与创新药物研发中的应用。
北京大学 2021-04-11
一种治疗动脉粥样硬化的药物组合物及其制备方法和应用
【发 明 人】单鸣秋;张丽;于生;曹雨诞;丁安伟【技术领域】 本发明涉及一种药物组合物及其制备方法,尤其是涉及一种治疗动脉粥样硬化的药物组合物及其制备方法。【摘要】 本发明涉及一种治疗动脉粥样硬化的药物组合物,该组合物由下列重量份数的原料药所制成:核桃仁5-10份,骨碎补2-10份,黄芪5-30份,漏芦5-10份,泽泻5- 10份。本组合物组方精简,治疗动脉粥样硬化疗效确切。本发明还涉及上述组合物制备方法:取核桃仁,粉碎,加入乙醇渗漉,收集渗漉液,滤过,减压回收乙醇并浓缩, 备用;取漏芦,水蒸气蒸馏法提取挥发油至尽,挥发油备用,水液滤过,备用;取骨碎补、黄芪、泽泻3味药材,混匀,加入水煎煮滤过,滤液加入上述渗漉浓缩液、提挥 发油后水液,浓缩至稠膏状,加入挥发油,加入辅料,制成药剂学上所述的颗粒剂、片剂、胶囊剂、滴丸或软胶囊等口服制剂。采用本发明方法制备,能保证本药物组合物 方便使用、质量可控。
南京中医药大学 2021-04-13
抗菌药物残留微生物学快速筛选方法及其试剂盒研究
研发阶段/n本成果针对兽用抗菌药物残留和动物源产品安全等问题,建立了三种能同时快速检测动物可食性组织或尿中五类抗菌药物(青霉素类、大环内酯类、四环素类、氨基苷类、氟喹诺酮类〉残留的微生物学方法一抗菌药物残留快速拭子检测法(FAST)、现场拭子检测法(STOP)和活体拭子检测法(LAST),各项技术指标符合国家有关规定。以上述方法为基础研制出相应的三种试剂性能指标与国际上同类试剂盒相当,与仪器分析法(HPLC)具有良好的相关性。经多家单位的复核和应用证明,三种试剂盒的准确度、精密度和灵敏度能满足兽药残
华中农业大学 2021-01-12
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