化学动力学治疗,其原理是利用纳米催化剂,如Fe_3O_4或MnO_2等金属氧化物,通过芬顿或者类芬顿反应将H_2O_2催化为具有高毒性的氧活性物种(ROS),如羟基自由基·OH。纳米酶介导的化学动力学治疗在生物医用领域引起了极大的关注,但是仍存在很多局限性亟待解决。首先,大多数纳米酶对H_2O_2表现出单一的过氧化物酶催化活性,且H_2O_2浓度影响自由基水平;其次,纳米酶响应方式单一,很难保证其高特异性;最后,基于无机材料的纳米酶生物安全性低,毒副作用高。为解决以上问题,本论文以两亲性小分子氨基酸和金属离子为结构单元,通过配位驱动作用和分子间弱相互作用的协同,调控分子到纳米尺度上的自组装过程,实现纳米酶的构建,并对其级联酶活性、肿瘤细胞特异性及生物性能进行评估。获得研究成果如下:1.以Fmoc-亮氨酸(Fmoc-Leu)和Fe~(2+)为结构单元,基于配位驱动及疏水、静电等弱相互作用调控分子间自组装,进一步利用Fe~(2+)与葡萄糖氧化酶(GOx)的配位作用共组装获得纳米酶,展现出GOx和过氧化物酶级联酶活性,增强了·OH的产生,实现饥饿-化学动力学协同治疗。纳米酶在模拟体液环境中Fe~(2+)的释放率为75%,GOx的负载率为99%。MCF-7细胞能很好的内化纳米颗粒,且细胞内检测出高水平·OH,实现了细胞水平上的级联反应。MTT实验中MCF-7细胞的细胞活力约为10%,具有良好的细胞毒性。同时该纳米酶也对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌展现出高效的抗菌活性,细菌存活率约为20%。2.以Fmoc-天冬氨酸(Fmoc-Asp)、Cu~(2+)和GOx为基元,配获悉更多位共组装构建肿瘤高特异性的级联纳米酶,首先展现其谷胱甘肽氧化酶活性消耗高表达的谷胱甘肽(GSH)并转化Cu~(2+)为Cu~+,其次利用葡萄糖氧化酶活性消耗葡萄糖产生过氧化氢,随后通过类芬顿反应fever of intermediate duration放大其过氧化物酶活性产生大量高毒性·OH。进一步负载·OH激活的化药前药喜树碱-酮缩硫醇-阿霉素(CPT-TK-DOX),利用纳米酶的肿瘤特异性在肿瘤原位释放DOX和CPT,降低化疗药物的高毒副作用,实现肿瘤原位的饥饿治疗3-Methyladenine、化学动力学治疗和化疗的级联放大式协同治疗。CPT-TK-DOX的裂解率为83%,具有良好的·OH响应性,纳米酶的细胞毒性探究中,PC-3细胞的细胞活力为7.5%,而对正常细胞L02细胞的毒性显著降低。在体内,纳米酶在肿瘤部位富集,对肿瘤抑制率为70%,具有良好的肿瘤靶向性和肿瘤抑制效果。