基于金纳米粒子的纳米酶的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种基于金纳米粒子的纳米酶的制备方法及其应用，将多肽通过Au‑S键修饰到金纳米粒子表面，并用三氟乙醇诱导多肽在金纳米粒子表面呈现α‑螺旋结构，使催化三联体处于相应空间位置，形成电荷中继网，从分子水平实现天然水解酶的高级模拟。本发明专利技术Au‑S键的稳定性使纳米酶具有不易变性的优良性能。去除三氟乙醇后，纳米酶仍具有稳定的二级结构和优异的催化活性。本发明专利技术制备的纳米酶合成方法简单，催化效率高。本发明专利技术方法选用金纳米粒子作为刚性骨架，能很大程度提高纳米酶的稳定性，表面由构象可调节的多肽组成，具有柔性动态的二级结构。本发明专利技术提出的纳米酶的构象调节，使不具备功能的基团具备功能，是天然酶的一种高级模拟。

Preparation and application of nano-enzymes based on gold nanoparticles

【技术实现步骤摘要】
基于金纳米粒子的纳米酶的制备方法及其应用
本专利技术涉及一种人工酶的制备方法及其应用，特别是涉及一种模拟天然酶的结构的人工纳米酶的制备方法及其应用，应用于无机金属有机杂化纳米材料及生物化学、酶催化剂

技术介绍
天然酶是生命体在不断进化的过程中产生的一种生物催化剂，具有催化效率高、反应选择性强，反应条件温和等显著优点。但是，天然酶只能在温和的水环境中进行催化，稳定性较差，且来源有限，提取困难。模拟天然酶的结构来制备人工酶并重现其天然活性，是人工酶设计的一大策略。人工酶的制备常常采用无机材料或者高分子材料作为骨架。从一定程度上来说，人工酶已经脱离了蛋白质的范畴。因此，人工酶往往比天然酶更加稳定，其作用条件也会更加弹性，在非生理条件下，人工酶的性质更能满足工程应用。但是其催化效率仍然远远低于天然酶。纳米酶是具有酶学性质的纳米材料。作为新一代的人工模拟酶，纳米酶粒径小，比表面积大，表面能高，具有很高的化学活性。从组装合成的纳米结构的设计上来看，目前的技术仅仅通过在表面直接连接已经具备功能的基团来体现纳米粒子简单的功能，没有形成催化三联体。或是用高分子材料为骨架，但是高分子材料空间结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于金纳米粒子的纳米酶的制备方法，其特征在于：以金纳米粒子作为刚性骨架，将多肽通过Au‑S键修饰到金纳米粒子表面；在所述多肽分子中，按照α‑螺旋结构中氨基酸的空间距离，每3.6个氨基酸残基螺旋上升一圈，所述多肽中的两个半胱氨酸分别i和i+7的位置，即形成两圈α‑螺旋的位置；所述多肽分子中含有组氨酸、丝氨酸和天冬氨酸，所述三种氨基酸在水解酶活性位点中心能形成催化三联体；所述多肽分子中还含有两个半胱氨酸，半胱氨酸上的巯基与金纳米粒子生成Au‑S键，使多肽两端固定在金纳米粒子表面；在所述多肽分子中，按照α‑螺旋结构中氨基酸的空间距离，每3.6个氨基酸残基螺旋上升一圈，所述多肽中的两个半胱氨酸...

【技术特征摘要】
1.一种基于金纳米粒子的纳米酶的制备方法，其特征在于：以金纳米粒子作为刚性骨架，将多肽通过Au-S键修饰到金纳米粒子表面；在所述多肽分子中，按照α-螺旋结构中氨基酸的空间距离，每3.6个氨基酸残基螺旋上升一圈，所述多肽中的两个半胱氨酸分别i和i+7的位置，即形成两圈α-螺旋的位置；所述多肽分子中含有组氨酸、丝氨酸和天冬氨酸，所述三种氨基酸在水解酶活性位点中心能形成催化三联体；所述多肽分子中还含有两个半胱氨酸，半胱氨酸上的巯基与金纳米粒子生成Au-S键，使多肽两端固定在金纳米粒子表面；在所述多肽分子中，按照α-螺旋结构中氨基酸的空间距离，每3.6个氨基酸残基螺旋上升一圈，所述多肽中的两个半胱氨酸分别i和i+7的位置，即形成两圈α-螺旋的位置；所述多肽分子采用三氟乙醇诱导多肽呈现α-螺旋结构，将组氨酸、丝氨酸和天冬氨酸位于这两圈α-螺旋上，通过这种构象调节，使催化三联体处于相应的空间构象，形成电荷中继网，模拟重建天然酶的活性位点，得到基于金纳米粒子的纳米酶混合液；然后在去除三氟乙醇后，得到纯化后的基于金纳米粒子的纳米酶。2.根据权利要求1所述基于金纳米粒子的纳米酶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，所述多肽为(1)或(2)中所述的任意一种多肽：(1)多肽由十二个氨基酸组成，序列为XCXDXXHSCXSX，其中一个S能被A替代，在氨基酸残基序列中的i和i+7位置为半胱氨酸，其巯基与金纳米粒子生成Au-S键，使多肽固定在金纳米粒子表面；采用三氟乙醇诱导后，使多肽在金纳米粒子表面形成两圈α-螺旋；所述组氨酸，丝氨酸和天冬氨酸位于这两圈α-螺旋上，这三种氨基酸残基在相应...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹傲能，曹奕，王海芳，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海,31