Se han diseñado enzimas artificiales desde cero mediante una estrategia computacional utilizando Rosetta . [4] Una publicación de diciembre de 2014 informó sobre enzimas activas elaboradas a partir de moléculas que no se encuentran en la naturaleza. [5] En 2016, se publicó un capítulo de libro titulado "Enzimas artificiales: la próxima ola". [6]
Nanozimas
Las nanozimas son nanomateriales con características similares a las de las enzimas. [7] [8] Se han explorado para aplicaciones como biodetección, bioimagen, diagnóstico y terapia de tumores y antibioincrustación. [9] [6] [10] [11] [12]
El término "nanozima" fue acuñado en 2004 por Flavio Manea, Florence Bodar Houillon, Lucia Pasquato y Paolo Scrimin. [15] Un artículo de revisión de 2005 [16] atribuyó este término a "la analogía con la actividad de los polímeros catalíticos (sinzimas)", basada en la "excepcional eficiencia catalítica de algunas de las nanopartículas funcionales sintetizadas". En 2006, se informó que la nanoceria ( nanopartículas de CeO 2 ) previene la degeneración de la retina inducida por peróxidos intracelulares (intermedios tóxicos reactivos del oxígeno) en ratas. [17] Se consideró que esto indicaba una posible ruta hacia un tratamiento para ciertas causas de ceguera. [18] En 2007, Yan Xiyun y sus compañeros de trabajo informaron que la actividad intrínseca similar a la peroxidasa de las nanopartículas ferromagnéticas sugería una amplia gama de aplicaciones, por ejemplo, en medicina y química ambiental, y los autores diseñaron un inmunoensayo basado en esta propiedad. [19] [20] Hui Wei y Erkang Wang luego (2008) utilizaron esta propiedad de nanopartículas magnéticas fácilmente preparadas para demostrar aplicaciones analíticas a moléculas bioactivas, describiendo un ensayo colorimétrico para peróxido de hidrógeno ( H 2oh 2) y una plataforma sensible y selectiva para la detección de glucosa . [21]
década de 2010
A partir de 2016 [update], han aparecido muchos artículos de revisión. [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] En 2015 apareció un tratamiento de tamaño de libro, descrito como proporcionando "un retrato amplio de las nanozimas en el contexto de la investigación de enzimas artificiales", [35] y un libro chino de 2016 sobre ingeniería de enzimas incluía un capítulo sobre nanozimas. [36]
En 2010 y 2011 se informaron aplicaciones colorimétricas de mimesis de peroxidasa en diferentes preparaciones, detectando, respectivamente, glucosa (a través de óxido de grafeno modificado con carboxilo) [37] y polimorfismos de un solo nucleótido (en un método sin etiquetas que se basa en nanohojas híbridas de hemina -grafeno). ), [38] con ventajas tanto en costo como en conveniencia. En 2012 se informó sobre el uso del color para visualizar tejidos tumorales, utilizando la mimesis de peroxidasa de nanopartículas magnéticas recubiertas con una proteína que reconoce las células cancerosas y se une a ellas. [39]
También en 2012, se demostró que los nanocables de pentóxido de vanadio (vanadia, V 2 O 5 ) suprimen la bioincrustación marina mediante la imitación de la haloperoxidasa de vanadio, con beneficios ecológicos previstos. [40] Un estudio realizado en un centro diferente dos años después informó que el V 2 O 5 mostraba una imitación de la glutatión peroxidasa in vitro en células de mamíferos, lo que sugiere una futura aplicación terapéutica. [41] El mismo año, se informó que un fullereno carboxilado denominado C3 era neuroprotector en un modelo de primates de la enfermedad de Parkinson . [42]
En 2015, se propuso un nanodispositivo supramolecular para la regulación bioortogonal de una nanozima de metal de transición, basado en encapsular la nanozima en una monocapa de nanopartículas de oro hidrofílicas, aislándola alternativamente del citoplasma o permitiendo el acceso de acuerdo con una molécula receptora de control controlada por especies invitadas competidoras. ; El dispositivo, destinado a aplicaciones terapéuticas y de imágenes, es de tamaño biomimético y tuvo éxito dentro de la célula viva, controlando la activación de profluoróforos y profármacos . [43] [44] Un medio sencillo para producir Cu(OH) 2Se informó sobre superjaulas, junto con una demostración de su mimetismo intrínseco de peroxidasa. [45] Se describió una disposición "INAzyme" ("nanozima integrada") estructurada, que ubica la hemina (un imitador de la peroxidasa) con la glucosa oxidasa (GOx) en una proximidad submicrónica, lo que proporciona una cascada de enzimas rápida y eficiente que, según se informa, monitorea el cerebro. glucosa celular dinámicamente in vivo . [46] Se describió un método para ionizar nanopartículas coloides estabilizadas con hidrófobos, con confirmación de su mimetismo enzimático en dispersión acuosa. [47] Los metalopéptidos diseñados de novo con propiedades de autoensamblaje llevan a cabo la reacción de oxidación del dimetoxifenol. [48]
Se anunciaron ensayos de campo en África Occidental de una prueba rápida de bajo costo, amplificada con nanopartículas magnéticas, para detectar el virus del Ébola . [49] [50] H 2oh 2Se informó que desplaza el ADN marcado, adsorbido en nanoceria, a una solución, donde emite fluorescencia, lo que proporciona una prueba de glucosa altamente sensible. [51] Se utilizó nanoceria similar a la oxidasa para desarrollar bioensayos autorregulados. [52] Se desarrolló una multienzima que imita el azul de Prusia con fines terapéuticos. [53] Se publicó una revisión sobre imitaciones de enzimas basadas en estructuras metalorgánicas (MOF). [54] Se utilizó histidina para modular las actividades que imitan la peroxidasa de las nanopartículas de óxido de hierro. [55] Las actividades que imitan la peroxidasa de las nanopartículas de oro se modularon mediante una estrategia supramolecular para reacciones en cascada. [56] Se desarrolló una estrategia de impresión molecular para mejorar la selectividad de las nanozimas de Fe 3 O 4 con actividad similar a la peroxidasa. [57] Se desarrolló una nueva estrategia para mejorar la actividad que imita la peroxidasa de las nanopartículas de oro mediante el uso de electrones calientes. [58] Los investigadores diseñaron nanozimas integradoras basadas en nanopartículas de oro con dispersión Raman mejorada en la superficie y actividades que imitan la peroxidasa para medir la glucosa y el lactato en tejidos vivos. [59] La actividad imitadora de la citocromo c oxidasa de las nanopartículas de Cu 2 O se moduló recibiendo electrones del citocromo c . [60] Las nanopartículas de Fe 3 O 4 se combinaron con glucosa oxidasa para la terapéutica tumoral. [61] Se utilizaron nanozimas de dióxido de manganeso como capas citoprotectoras. [62] Se informó sobre una nanozima de Mn 3 O 4 para la enfermedad de Parkinson (modelo celular). [63] La eliminación de heparina en ratas vivas se controló con imitaciones de peroxidasa bidimensionales basadas en MOF y péptido AG73. [64] Las nanozimas de glucosa oxidasa y óxido de hierro se encapsularon dentro de hidrogeles multicompartimentales para reacciones en tándem incompatibles. [65] Se desarrolló un biosensor de nanozimas en cascada para la detección de Enterobacter sakazakii viable . [66] Se desarrolló una nanozima integrada de GOx@ZIF-8(NiPd) para catálisis en tándem. [67] Se desarrollaron nanozimas de carga conmutable. [68] Se desarrolló una nanozima de empalme de ARN selectiva de sitio. [69] Se publicó un número especial sobre nanozimas en Progress in Biochemistry and Biophysics . [ 70 ] Mn3O4Se desarrollaron nanozimas con la capacidad de eliminar especies reactivas de oxígeno y mostraron actividad antiinflamatoria in vivo. [71] Se presentó una propuesta titulada "Un paso hacia el futuro: aplicaciones de imitadores de enzimas en nanopartículas". [72] Se informaron actividades oxidasa dependiente de facetas y similares a peroxidasas de nanopartículas de paladio. [73] Se desarrollaron nanoestructuras multiramificadas de Au @ Pt como nanozimas bifuncionales. [74] Las nanozimas de carbono recubiertas de ferritina se desarrollaron para la terapia catalítica de tumores. [75] Las nanozimas de CuO se desarrollaron para matar bacterias de manera controlada por luz. [76] Se estudió la actividad enzimática de CNT oxigenados. [77] Se utilizaron nanozimas para catalizar la oxidación de L -tirosina y L -fenilalanina a dopacromo. [78] Las nanozimas se presentaron como una alternativa emergente a las enzimas naturales para biodetección e inmunoensayos. [79] Se propuso un ensayo estandarizado para nanozimas similares a la peroxidasa. [80] Se utilizaron puntos cuánticos semiconductores como nucleasas para la escisión fotoinducida selectiva del sitio del ADN. [81] Se construyeron matrices de sensores bidimensionales basados en nanozimas MOF para detectar fosfatos y sondear su hidrólisis enzimática. [82] Se informaron nanomateriales de carbono dopados con nitrógeno como imitadores específicos de peroxidasa. [83] Se desarrollaron matrices de sensores de nanozimas para detectar analitos, desde moléculas pequeñas hasta proteínas y células. [84] Se informó sobre una nanozima de óxido de cobre para la enfermedad de Parkinson. [85] Se desarrollaron vesículas de nanozimas similares a exosomas para la obtención de imágenes de tumores. [86] Chemical Society Reviews publicó una revisión exhaustiva sobre las nanozimas . [8] Se publicó un informe de progreso sobre las nanozimas. [87] por ejemplo , se desarrolló la ocupación como un descriptor eficaz para la actividad catalítica de imitadores de peroxidasa a base de óxido de perovskita. [88] Se publicó un artículo de Chemical Reviews sobre nanozimas. [89] Se utilizó una estrategia de un solo átomo para desarrollar nanozimas. [90] [91] [92] [93] Se informó sobre una nanozima para fotocatálisis en cascada bioinspirada sin metales. [94] Chemical Society Reviews publicó una revisión tutorial sobre nanozimas. [95] Se informaron reacciones en cascada de nanozimas para fijar CO 2 . [96]Se utilizaron nanoclusters de oro similares a la peroxidasa para controlar el aclaramiento renal. [97] Se desarrolló una nanozima híbrida de cobre y carbono para la terapia antibacteriana. [98] Se desarrolló una nanozima de ferritina para tratar la malaria cerebral. [99] Accounts of Chemical Research revisó las nanozimas. [100] Se desarrolló una nueva estrategia llamada efecto de deformación para modular la actividad de las nanozimas metálicas. [101] Se utilizaron nanozimas de azul de Prusia para detectar sulfuro de hidrógeno en el cerebro de ratas vivas. [102] Se informó sobre CeO 2 similar a la fotoliasa . [103] Un editorial sobre nanozimas titulado "¿Pueden las nanozimas tener un impacto en la detección?" fue publicado. [104]
2020
Se desarrolló una nanozima de un solo átomo para el tratamiento de la sepsis. [105] La nanozima de un solo átomo autoensamblada se desarrolló para la terapia fotodinámica de tumores. [106] Se informó sobre una nanozima conmutable por ultrasonido contra infecciones bacterianas resistentes a múltiples fármacos. [107] Se informó sobre un disruptor de la homeostasis del H 2 O 2 basado en nanozimas para la terapia quimiodinámica de tumores. [108] Se desarrolló una nanozima de óxido de iridio para reacción en cascada para la terapia de tumores. [109] Se publicó un libro titulado Nanozimología . [110] Se diseñó una nanoesponja eliminadora de radicales libres para el accidente cerebrovascular isquémico. [111] Se publicó una minirevisión sobre nanozimas basadas en conjugados de oro. [112] Se desarrollaron nanohojas de SnSe como imitadores de la deshidrogenasa. [113] Se informó que una topoisomerasa basada en puntos de carbono que imito escinde el ADN. [114] Se desarrollaron conjuntos de sensores de nanozimas para detectar pesticidas. [115] Se utilizaron nanozimas bioortogonales para tratar biopelículas bacterianas . [116] Se desarrolló una nanozima de rodio para tratar la enfermedad del colon. [117] Se desarrolló una nanozima Fe-NC para estudiar las interacciones entre fármacos. [118] Se desarrolló una nanozima polimérica para una segunda ferroterapia fototérmica contra el cáncer en el infrarrojo cercano. [119] Se informó sobre una nanozima Cu5.4O para la terapia antiinflamatoria. [120] Se desarrolló una nanozima CeO 2 @ZIF-8 para tratar la lesión inducida por la reperfusión en el accidente cerebrovascular isquémico. [121] Se exploró la actividad similar a la peroxidasa del Fe 3 O 4 para estudiar la cinética electrocatalítica a nivel de una sola molécula/una sola partícula. [122] Se fabricó una nanozima Cu-TA para eliminar especies reactivas de oxígeno del humo del cigarrillo. [123] Se informó que un nanocluster de cobre similar a una metaloenzima tiene actividades anticancerígenas y de obtención de imágenes simultáneamente. [124] Se desarrolló una nanozima integrada para la terapia antiinflamatoria. [125] Se informó una actividad catalítica similar a una enzima mejorada en condiciones de no equilibrio para las nanozimas de oro. [126] Se propuso un método de teoría funcional de la densidad para predecir las actividades de las nanozimas similares a la peroxidasa. [127] Se desarrolló una nanozima hidrolítica para construir un inmunosensor. [128] Se desarrolló una nanozima administrada por vía oral para la terapia de la enfermedad inflamatoria intestinal . [129]Se informó que una estrategia de ingeniería de actividad dependiente de ligando desarrolló una nanozima de estructura organometálica que imita la glutatión peroxidasa MIL-47(V) para terapia. [130] Se desarrolló una nanozima de sitio único para la terapia de tumores. [131] Se desarrolló una nanozima similar a la SOD para regular la función de las mitocondrias y las células neurales. [132] Se desarrolló una jaula de coordinación Pd12 como una nanozima fotorregulada similar a la oxidasa. [133] Se desarrolló una nanozima similar a la NADPH oxidasa . [134] Se desarrolló una nanozima similar a la catalasa para la terapia de tumores. [135] Se desarrolló una nanozima adhesiva de disulfuro de molibdeno/óxido de grafeno reducido, rica en defectos, para obtener actividad antibacteriana. [136] Se desarrolló una nanozima MOF@COF para actividad antibacteriana. [137] Se informaron nanozimas plasmónicas. [138] La nanozima que responde al microambiente tumoral se desarrolló para la terapia tumoral. [139] Se desarrolló un método inspirado en la ingeniería de proteínas para diseñar nanozimas altamente activas. [140] Se publicó un editorial sobre la definición de nanozimas. [141] Se desarrolló una terapia con nanozimas para la hiperuricemia y el accidente cerebrovascular isquémico. [142] Chemistry World publicó una perspectiva sobre enzimas y nanozimas artificiales. [143] Se publicó una revisión sobre catalizadores de un solo átomo, incluidas las nanozimas de un solo átomo. [144] Se utilizaron nanoestructuras texturizadas superficiales (MTex) basadas en óxido de FeCo mixto similar a la peroxidasa para la erradicación de biopelículas. [145] Se desarrolló una nanozima con mejor cinética que la peroxidasa natural. [146] Se desarrolló una nanozima autoprotectora para la enfermedad de Alzheimer. [147] Las nanozimas CuSe se desarrollaron para tratar la enfermedad de Parkinson. [148] Se desarrolló una nanozima basada en nanoclusters. [149] Se utilizaron nanopartículas de oro similares a la glucosa oxidasa combinadas con ciclodextrano para la catálisis quiral. [150] Se desarrolló una monooxigenasa de cobre binuclear artificial en un MOF. [151] Se publicó una revisión sobre el diseño altamente eficiente de nanozimas. [152] Se desarrollaron imitadores de peroxidasa Ni-Pt para bioanálisis. [153] Se informó que una nanozima basada en POM protege las células de especies reactivas de oxígeno. [154] Se utilizó una estrategia de activación para preparar nanozimas selectivas. [155] Se desarrolló una nanozima de un solo átomo de manganeso para la terapia de tumores. [156]"Se desarrolló una nanozima grafítica similar a la oxidasa sensible al pH para la destrucción selectiva de Helicobacter pylori" . [157] Se desarrolló una nanozima de un solo átomo centrada en FeN 3 P. [158] Se modularon las actividades similares a peroxidasa y catalasa de las nanozimas de oro. [159] Las nanozimas de óxido de cerio y grafo se desarrollaron para la radioterapia del cáncer de esófago. [160] Se utilizó ingeniería de defectos para desarrollar nanozimas para la terapia de tumores. [161] Se publicó un libro titulado Nanozymes for Environmental Engineering . [162] Se desarrolló una nanozima de un solo átomo de paladio para la terapia de tumores. [163] Se desarrolló una nanozima similar a la peroxidasa de rábano picante para la terapia de tumores. [164] Se informó sobre el mecanismo de una nanozima similar a GOx. [165] Se publicó una revisión sobre nanozimas. [166] Se informó sobre un estudio del mecanismo de nanozimas similares a nanonucleasas. [167] Se publicó una perspectiva sobre la definición de nanozimas. [168] Se desarrollaron aptanozimas. [169] Las microagujas cargadas con nanozimas de Ceria ayudaron a que el cabello volviera a crecer. [170] Se utilizó una nanozima de platino similar a catalasa para el análisis de pequeñas vesículas extracelulares. [171] CRC Press publicó un libro sobre nanozimas: avances y aplicaciones . [172] Se publicó una revisión sobre el recambio catalítico de nanozimas. [173] Se desarrolló una nanozima para la obtención de imágenes moleculares ratiométricas. [174] Se desarrolló una nanozima fotoactivable Fe 3 O 4 /Ag/Bi 2 MoO 6 para la terapia del cáncer. [175] Se informó que el Co/C es un imitador de la NADH oxidasa. [176] Se utilizó una nanozima de óxido de hierro para atacar las biopelículas que causan caries. [177] Se desarrolló una nueva estrategia para nanozimas de alto rendimiento. [178] Se desarrolló una estrategia de detección computacional de alto rendimiento para descubrir nanozimas similares a SOD. [179] Se publicó en Analytical Chemistry un artículo de revisión titulado "Nanozyme-Enabled Analytical Chemistry" . [180] Se informó sobre una terapia basada en nanozimas para la gota. [181] Se informó sobre una estrategia basada en datos para el descubrimiento de nanozimas. [182] [183] La nanozima azul de Prusia se utilizó para aliviar la neurodegeneración. [184] Se desarrolló una nanozima de un solo átomo y elemento dual.[185] Se desarrolló un método de ingeniería de valencia para diseñar banozima antioxidante para aplicaciones biomédicas. [186] Combinada con un pequeño ARN de interferencia, la nanozima de ceria se utilizó para el tratamiento sinérgico de enfermedades neurodegenerativas. [187] Se informó sobre un ensayo universal para nanozimas similares a catalasas. [188] Se desarrolló un ensayo CRISPR catalizado por nanozimas. [189] Se desarrolló una terapia catalítica fotomejorada específica de tumores basada en nanozimas. [190] Se informaron nanozimas de un solo átomo para la terapia de trauma cerebral. [191] Se desarrolló una estrategia de ingeniería de vanguardia para fabricar nanozimas de un solo átomo. [192] Se desarrolló una nanozima de un solo átomo para modular el microambiente tumoral para la terapia. [193] Se propuso un nuevo mecanismo para el Fe3O4 similar a la peroxidasa. [194] Se informó sobre un virus vegetal que escinde la nanozima. [195] Nanozymes está seleccionada como una de las diez tecnologías emergentes principales de la IUPAC en química 2022. [196] ACS publicó un libro titulado "Nanozymes: Design, Synthesis, and Applications". [197] Se utilizaron nanozimas para eliminar y degradar microplásticos . [198] Se informó sobre una nanozima adaptada al frío. [199] Se utilizó una nanozima MOF-818 con actividades que imitan la antioxidantesa para tratar las heridas crónicas de la diabetes. [200] Se desarrollaron nanozimas de un solo átomo de Cu para la terapia catalítica específica de tumores. [201] Se empleó el aprendizaje automático para buscar nanozimas. [202] Se desarrolló una esfera de carbono mesobacroporosa similar a una enzima. [203] Se informó sobre una combinación de ADNzima y nanozima. [204] Se informó sobre una nanozima de un solo átomo de Ru fotoexcitada similar a la peroxidasa. [205] Se desarrolló un hidrogel de nanozima probiótico para el tratamiento de la vaginitis por Candida. [206] Se propuso un método para determinar la velocidad máxima de una nanozima similar a la peroxidasa. [207] Se informaron nanozimas antisenescencia para la terapia de la aterosclerosis. [208] Springer publicó un libro titulado 'Nanozimas biomédicas: del diagnóstico a la terapéutica'. [209] El premio Horizon de la División Dalton 2023 se otorgó al diseñador de nanozimas de alto rendimiento. [210] Se desarrollaron lentes de contacto cosméticas con nanozimas. [211] Se informó que las ferritinas biogénicas actúan como nanozimas naturales. [212] Se desarrolló un marco computacional y experimental integrado para la detección inversa de nanozimas. [213]Se informó sobre una nanozima de hierro diatómico. [214] Se estudió el mecanismo de la nanozima similar a la SOD basada en puntos de carbono. [215] Se desarrolló una nanozima híbrida de ceria para la terapia de la artritis. [216] Se informó sobre una nanozima quiral para la enfermedad de Parkinson. [217] Se informó sobre una nanozima de un solo átomo diseñada por ingeniería dimensional. [218] Se desarrolló una nanozima a base de liposomas para tratar heridas diabéticas infectadas. [219] Se desarrolló una nanozima de hierro de sitio único para la desintoxicación del alcohol. [220] Se desarrolló una nanozima de Pt para tratar la artritis gotosa. [221] Se publicaron dos revisiones de la naturaleza de las nanozimas, centrándose en la nanosalud y aplicaciones in vivo. [222] [223] Combinación de nanozimas y probióticos para la terapia de EII. [224]
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