纳米酶的抗菌作用及其机制研究进展

抗生素类药物的发现和使用给人类提供了抗击细菌感染的强大武器。但是,抗生素长期使用导致的细菌耐药问题限制了其在临床上的应用。开发新型的基于纳米酶(Nano-Enzyme)的新型抗菌剂为解决上述问题提供了新思路。将纳米酶可以归为两大类:一类是酶和纳米材料的复合材料;另一类是纳米材料本身具有类酶活性。因为银(Ag)纳米粒子是历史最悠久且研究最广泛的纳米抗菌剂,而且其抗菌机制多样化,因此将Ag纳米粒子的抗菌机制和最新进展单独论述。纳米抗菌剂可以组合多种抗菌机制协同抗菌,从而提高其抗菌性能。因此,在这篇综述中系统介绍了Ag纳米粒子和上述2种类型纳米抗菌剂的最新研究进展和抗菌机制,重点介绍了纳米材料的物理性质对抗菌活性和生物安全性的影响。最后,该综述还强调了该领域目前面临的问题和挑战,并对该领域的发展前景进行了展望。     

噬菌体裂解酶的抗菌特性

摘要：噬菌体裂解酶是一类细胞壁水解酶,可水解肽聚糖,造成细菌的破裂。裂解酶一般具有两到三个结构域,参与对底物的催化和结合。作为一种新型的杀菌制剂,裂解酶已被越来越多地应用于化脓链球菌、肺炎链球菌、金黄色葡萄球菌等革兰氏阳性细菌病的治疗。与抗生素治疗相比,裂解酶不易使细菌产生抗性且作用相对专一,这可能是解决现在日趋严重的细菌耐药性的一种可行方法。另外,裂解酶还具有高效性,作用协同性,且自身抗体不削弱其作用等优势,使之成为未来预防、控制致病菌一种可能的新途径。     

提高噬菌体裂解酶抗菌活性的研究进展

随着细菌耐药性问题的日益严重,人们开始寻求新型抗菌制剂。噬菌体裂解酶是一种由ds DNA噬菌体编码的水解酶,能高效特异性地裂解细菌细胞壁且不易使细菌产生耐药性。由于天然裂解酶具有宿主谱窄,不能裂解革兰阴性菌等缺点,研究者对裂解酶进行了大量的设计改造。本研究主要对提高噬菌体裂解酶抗菌活性的研究进展进行综述。     

基于纳米酶的比色生物传感器在生物医学检测中的应用

比色生物传感技术由于具有灵敏度高、方法简单并且容易操作等优点，已广泛应用于生物环境中污染物检测、生物体内重要标志物的检测以及癌症筛查等多个领域。基于纳米酶的比色生物传感器主要是借助纳米酶自身所具有的催化能力，模拟类过氧化物酶活性，将显色剂氧化生成有色溶液，从而实现可视化检测，并通过对有色溶液吸光度的检测得到相关物质的含量。与无纳米酶的比色生物传感器相比，基于纳米酶的比色生物传感器具有选择性更高、检测更快以及灵敏度更高等优点。纳米酶在具有天然酶活性的同时还具有成本低、稳定性好的、易于合成等优点，其相关研究越来越广泛。目前，基于纳米酶的比色生物传感器已成为辅助相关医学检测的重要方法，同时也广泛应用于便携和实时性相关检测当中，为医学检测提供了重要的支持和保障。为了提高比色生物传感器的灵敏度以及应用范围，研究人员也在致力于增加可检测物质的种类以及纳米酶种类的多样化等。本文主要介绍基于纳米酶的比色生物传感器的检测原理、几类典型的纳米酶，以及基于纳米酶的比色生物传感器在生物医学检测领域中的应用情况和研究进展。     

GA3和BR对离体苎麻叶片中过氧化氢酶和过氧化物酶的影响及其…

经１．０ｍｇ·Ｌ＾－１ＧＡ３和０．１ｍｇ·Ｌ＾－１ＢＲ分别处理后的离体苎麻叶圆片中,过氧化物酶和过氧化氢酶活性都有明显增加。过氧化物酶的最大增加值出现在１２ｈ;过氧化氢酶与超氧物歧化酶同步,最大增加值出现时间都在处理后３６ｈ。０．２ｍｍｏｌ·Ｌ＾－１Ｈ２Ｏ２处理的过氧化氢酶和超氧物歧化酶活性都增加;３．０ｍｇ·Ｌ＾－１ＮａＮ３处理的超氧物歧化酶活性明显增加;１９．５ｍｇ·Ｌ＾－１ＫＣＮ处理的过氧化     

无抗菌活性株及其变株的初步鉴定

对天然无抗菌活性的菌株Ｎｏ．１２和其变株Ｎｏ１２－１０３的菌体形态,培养特征及细胞壁组成作了初步分析,鉴定结果地产属拟诺卡氏攻。同时对激活株的抗菌谱作了研究。并以Ｎｏ－１２－１０３为出发株,诱变后选出６支阻断株,经共合成试验发现其中两株可以共同合成的抗生素,其余４株无此特性。     

两地产抗生素纸片的抗菌性能与片间差比较

两地产抗生素纸片的抗菌性能与片间差比较大连市第四人民医院大连１１６０３１周国华大连大学医学院大连１１６０１２张青春我们用大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌对北京、大连两地产的卡那霉素、链霉素、庆大霉素三种抗生素纸片的抗菌性能及片间差进行了实验观察,兹做以下...     

纳米材料的过氧化物酶样活性增强策略

天然酶具有较高的催化活性和底物特异性,在日用品化学、医疗卫生、食品制造和污染物防控等领域具有广泛应用.然而,天然酶分离提纯难度大、价格贵且稳定性差的自身缺陷限制了其大规模应用,积极探索替代产品具有重要意义.2007年阎锡蕴等首次发现Fe3O4纳米颗粒具有过氧化物酶样催化活性,此后纳米材料的酶样活性研究发展迅速.除过氧化...     

金属纳米团簇的合成及抗菌效应的研究进展

金属纳米团簇(M NCs)是近年来出现的一类由几个至数百个原子组成的具有超小尺寸结构(<3 nm)的新型功能材料,因其有独特的物理化学性质以及良好的生物相容性,被广泛应用于生物分析、药物输送、医学成像以及肿瘤治疗等领域。最近,利用M NCs作为新型纳米抗菌材料解决细菌感染方面的研究成为热点,已经在抗生素耐药、致病菌的检测和治疗等方面得到了应用,为解决抗感染问题提供了新思路。本文首先介绍了不同M NCs的合成及性质的研究进展,然后根据近几年来国内外的相关研究,综述了单一M NCs及其复合物抗菌效应的应用现状及其作用机制,并对其作为一种新型纳米抗菌材料在实际应用过程中的稳定性、多功能性以及协同抗菌作用存在的问题进行了展望。     

磁处理水对小鼠血液过氧化氢酶及谷胱甘肽过氧化物酶活力的影响

将小鼠随机分为饮用磁处理水的实验组及饮用自来水的对照组，每组雌、雄鼠各半，饲养一个月，取血测定其过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活力。结果雌、雄实验组CAT活性均显著高于对照组；雄鼠实验组GSH-PX活力明显高于对照组，雌鼠实验组GSH-PX活力与对照组无显著差异。显示饮用一定时间磁处理水的小鼠机体外理自由基能力有所提高。     

过氧化氢酶-无机杂化纳米花的制备及催化特性

过氧化氢酶(catalase,CAT)是一种在食品、医疗、纺织等领域广泛应用的工业酶,具有催化效率高、专一性强、绿色环保等突出特点。工业中游离过氧化氢酶无法回收再利用,导致以其为核心的工业生物转化过程成本较高。开发一种简单、温和、低成本并且体现绿色化学理念的方法对过氧化氢酶进行固定化有望提高其利用率并且强化酶学性能,具有迫切的现实需求。本研究将源自枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)168的过氧化氢酶KatA在大肠杆菌中进行重组表达,之后将分离纯化得到的纯酶以酶-无机杂化纳米花形式制备成固定化酶并进行酶学性质研究。结果显示,利用乙醇沉淀、DEAE阴离子交换层析、疏水层析3步纯化,最终获得电泳纯的重组KatA,之后通过优化制备条件获得了一种新型KatA/Ca₃(PO₄)₂杂化纳米花固定化酶。酶学性质研究结果显示,游离酶KatA的最适反应温度为35℃,KatA/Ca₃(PO₄)₂杂化纳米花的最适反应温度为30−35℃,二者最适反应pH值均为11.0。游离酶KatA和KatA/Ca₃(PO₄)₂杂化纳米花在pH4.0−11.0和25−50℃条件下均表现出较好的稳定性。KatA/Ca₃(PO₄)₂杂化纳米花显示出比游离酶KatA更好的储存稳定性,在4℃储存14d后仍保留82%的酶活力,而游离酶仅具有50%的酶活力。此外,纳米花在进行5次催化反应后仍具有55%的酶活力,表明其具有较好的操作稳定性。动力学研究结果显示,游离酶KatA对底物过氧化氢的K_m为(8.80±0.42)mmol/L,k_cat/K_m为(13151.53±299.19)L/(mmol·s);而KatA/Ca₃(PO₄)₂杂化纳米花的K_m为(32.75±2.96)mmol/L,k_cat/K_m为(4550.67±107.51)L/(mmol·s)。与游离酶KatA相比,KatA/Ca₃(PO₄)₂杂化纳米花对底物过氧化氢的亲和力下降,同时其催化效率也有所降低。综上所述,本研究以Ca²⁺作为自组装诱导剂,成功将KatA以酶-无机杂化纳米花形式制备成固定化酶,不仅对部分酶学性能实现了强化,而且为固定化过氧化氢酶的绿色制备和规模化应用奠定了基础。     

抗生素与抗菌药物协同作用防控生物膜的研究进展

生物膜(Biofilm)是指微生物为适应周围环境,黏附于介质表面并被其自身分泌的胞外基质包裹而形成的一种复杂的、高度异质的聚合结构。生物膜对宿主防御和药物具有很强的抵御能力,使用单一药物防治往往效果不显著,而利用协同作用将不同抗菌药物的优势联合起来用于生物膜的防控则优势明显。重点阐述了抗生素与抗生素、抗生素与中药、抗生素与噬菌体、抗生素与酶的协同作用研究,以期为生物膜的防控提供新思路。     

磁处理水对小鼠血液过氧化氢酶及谷胱甘肽过氧化物酶活力的影响

将小鼠随机分为饮用磁处理水的实验组及饮用自来水的对照组,每组雌、雄鼠各半,饲养一个月,取血测定其过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)活力。结果雌、雄实验组CAT活性均显著高于对照组;雄鼠实验组GSH-PX活力明显高于对照组,雌鼠实验组GSH-PX活力与对照组无显著差异。显示饮用一定时间磁处理水的小鼠机体外理自由基能力有所提高。     

马尾松毛虫过氧化氢酶及过氧化物酶与耐药性的关系

马尾松毛虫Dendrolimus punctatus幼虫体内存在着过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)。4龄幼虫的CAT和POD活力较大,其次是6龄幼虫,5龄幼虫的CAT和POD活力较4龄和6龄幼虫低。醚菊酯(etofenprox)处理后,在兴奋期(30 min),CAT和POD活力水平上升。4龄和6龄幼虫在抑制期(50 min以后),CAT和POD活力呈波动式上升,接近死亡时下降。5龄幼虫的CAT和POD活力呈波动式上升,接近死亡时下降。5龄幼虫的CAT在抑制期保持比正常虫体高的活力。结果表明,马尾松毛虫4龄、5龄和6龄幼虫与耐药性存在一定的相关性,研制酶的抑制剂具有实用意义。根据毒力测定结果,马尾松毛虫幼虫对醚菊酯的耐药力,5龄是4龄的1.43倍,6龄是4龄的1.72倍。因此,药物防治的合理时期应掌握在4龄以前较适宜。     

编者按: 纳米酶：新一代人工模拟酶

The nanozyme is a new concept that has been included in the Encyclopedia of China. It is defined as a type of nanomaterial that possesses intrinsic enzyme-like activity. Nanozymes were first conceptualized by Chinese scientists in interdisciplinary fields of material science, chemistry, biology and medicine. Since the original work was published in Nature Nanotechnology in 2007, 2: 577-583, it has been cited over 1480 times and has drawn significant attention worldwide. To date, over 130 laboratories across 22 countries have contributed to research on nanozymes. The application of nanozymes has been extended to biology, medicine, agriculture, national defense and many other fields, and has gradually transferred from diagnosis to therapeutics of human diseases. Nanozyme research is an emerging field bridging nanotechnology and biology. By using their multi-functionality, including enzymatic activity and other specific nanoscale properties, nanozymes will likely continue to facilitate the development of state-of-the-art technologies and products to improve human health and quality of life. As we approach the 10-year anniversary of the discovery of nanozymes, I humbly accepted to organize this “nanozyme special edition”. I would like to convey my gratefulness to the editor and all the authors, who have done extraordinary amount of work for their reviews, this project would not have been possible without them.     

纳米硒对肉鸡肝细胞中细胞谷胱甘肽过氧化物酶活性的影响

以亚硒酸钠和蛋氨酸硒为对照,研究了纳米单质硒(纳米硒)对肉鸡肝细胞中细胞谷胱甘肽过氧化物酶(cGPx)活性的影响。每种硒源分别以0.01、0.05、0.10、0.30、0.50、1.0μmol/L6个硒添加浓度培养肉鸡肝细胞,测定培养后0、24、48、72、96h肉鸡肝细胞cGPx活性。结果显示:亚硒酸钠添加浓度(以硒计)在0.01￣0.10μmol/L、蛋氨酸硒和纳米硒添加浓度(以硒计)在0.01￣0.30μmol/L,cGPx活性随着硒添加浓度的增加而增加;亚硒酸钠添加浓度在0.10￣1.0μmol/L、蛋氨酸硒添加浓度在0.30￣1.0μmol/L,cGPx活性随着硒添加浓度的增加而下降,而纳米硒添加浓度在0.30￣1.0μmol/L,cGPx活性始终保持在高峰平台。结果表明,3种硒源的剂量-效应关系曲线中的最适剂量范围宽度依次为:纳米硒>蛋氨酸硒>亚硒酸钠。     

蛇毒抗菌的比较性研究

目的 研究蛇毒粗毒的抗菌作用,并比较不同蛇毒对不同细菌的抑制效果.方法 采用抑菌环法测定蛇岛蝮、江浙蝮和短尾蝮蛇毒粗毒对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、大肠埃希菌、铜绿假单胞菌以及白色念珠菌的抗菌作用,比较不同蛇毒粗毒的抗菌效果;加入过氧化氢酶(catalase),考察蛇毒抗菌作用的变化.结果 (1)3种蛇毒粗毒对5种细菌均呈现不同程度的抑制作用.(2)3种蛇毒粗毒对5种细菌的抑制作用大小依次为:金黄色葡萄球菌＞白色念珠菌＞大肠埃希菌或铜绿假单胞菌＞枯草芽孢杆菌.(3)加入catalase后,蛇毒的抗菌作用明显减弱.结论 (1)3种蛇毒粗毒均具有一定的抗菌作用,并具有明显抑菌选择性.(2)3种蛇毒的抗菌效果不同,蛇岛蝮蛇抗菌作用最强.(3) catalase能显著降低蛇毒的抗菌活性,表明L-氨基酸氧化酶是蛇毒起抗菌作用的主要成分.     

低温光照下与黄瓜子叶叶绿素降低有关的酶促反应

黄瓜子叶在低温光照下处理时,随着时间的延长,Chl含量和CAT活性显著下降,POD和AsA-POD在开始24h活性亦有下降趋势,随后POD活性显著增加,而AsA-POD活性仅稍有提高。Chl含量的减少和CAT活性降低之间呈正相关,与POD活性的增加呈负相关。低温、光照处理的黄瓜子叶内Chl的降低可被亚胺环己酮(CHM)延缓,被AsA、Vit E、没食子酸丙酯(PG)和DCMU抑制,但被H_2O_2,乙醇酸钠和甲基紫精(MV)加速。     

口腔过氧化物酶系统研究进展

口腔过氧化物酶系统由过氧化物酶、过氧化氢 ( H2 O2 )和可被氧化的底物组成 ,是口腔中重要的非特异性防御因子 ,该系统可通过过氧化氢 ( H2 O2 )及氧化产物维持或促进口腔有益菌的生长和繁殖 ,同时抑制或杀灭致龋菌、牙周可疑病原菌及致口腔粘膜病微生物 ,调节口腔菌群的种类和数量 ,在维持口腔微生态平衡和口腔健康中起着重要的作用 ,本文拟对口腔过氧化物酶系统的组成、生物学功能及其应用作一综述。1　口腔过氧化物酶系统的组成口腔过氧化物酶系统 ( peroxidase system,PS)包括三个组份 :过氧化物酶 ( peroxidase,PO)、过氧化氢 ( H…