2014年7月8日 讯 / --近日，刊登在国际杂志ACS Nano上的一篇研究论文中，来自美因兹约翰尼斯古腾堡大学的研究人员通过研究发现，在肝脏细胞中三氧化钼纳米粒子可以将亚硫酸盐氧化成为硫酸盐，其作用类似于亚硫酸盐氧化酶；这种功能化的三氧化钼纳米粒可以跨越细胞膜并且在线粒体中积累，在线粒体中其就可以恢复亚硫酸盐氧化酶的活性。
亚硫酸盐氧化酶位于肝脏或者肾脏细胞线粒体中包含酶类的钼，在蛋白质和脂质代谢期间其可以将亚硫酸盐催化为硫酸盐，因此其在细胞的解毒过程中扮演着重要角色；亚硫酸盐氧化酶的功能性缺失非常罕见，但其往往会引发致死性的遗传性疾病等病症，针对亚硫酸盐氧化酶缺失的不同饮食疗法或药物疗法目前并不算太成功。
实际上氧化钼可以掺和如酶类的活性位点中，这项研究中研究者希望三氧化钼纳米粒为开发新型治疗疾病的手段提供帮助和思路，也为治疗亚硫酸盐氧化酶缺乏症提供帮助；此前研究中，研究者揭示氧化钒纳米线包含了一种酶类诱导的防污活性，其可以防止船只受海洋微生物的污染；长期以来化学家研究的目的是合成人工酶类来模仿必要和一般的天然酶类的反应原则，近年来有很多研究证据显示纳米粒子可以模拟酶类的活性，而且有些纳米粒子可以表现出和酶类一样的活性，但是酶类化学的标志就是在细胞中进行催化转化作用，因此人工酶类不仅可以用于揭示原始酶类的反应机制，而且其在未来也可以被应用于治疗制剂。
与此同时，钼纳米粒也具有许多好处，氧化钼颗粒非常便宜，而且其相比遗传产生的酶类更加稳定，Filipe Natalio博士表示，我们设计的新型材料可以模拟自然界中复杂的结构，下一步我们将去检测是否纳米粒子的酶类活性可以在活的有机体中恢复。
doi:10.1021/nn501235j
PMC:
PMID:
Molybdenum Trioxide Nanoparticles with Intrinsic Sulfite Oxidase Activity
Ruben Ragg †, Filipe Natalio ‡, Muhammad Nawaz Tahir †, Henning Janssen §, Anubha Kashyap §, Dennis Strand §, Susanne Strand §, and Wolfgang Tremel †*
Sulfite oxidase is a mitochondria-located molybdenum-containing enzyme catalyzing the oxidation of sulfite to sulfate in the amino acid and lipid metabolism. Therefore, it plays a major role in detoxification processes, where defects in the enzyme cause a severe infant disease leading to early death with no efficient or cost-effective therapy in sight. Here we report that molybdenum trioxide (MoO3) nanoparticles display an intrinsic biomimetic sulfite oxidase activity under physiological conditions, and, functionalized with a customized bifunctional ligand containing dopamine as anchor group and triphenylphosphonium ion as targeting agent, they selectively target the mitochondria while being highly dispersible in aqueous solutions. Chemically induced sulfite oxidase knockdown cells treated with MoO3 nanoparticles recovered their sulfite oxidase activity in vitro, which makes MoO3 nanoparticles a potential therapeutic for sulfite oxidase deficiency and opens new avenues for cost-effective therapies for gene-induced deficiencies.
