脯氨酸增强His@AuNCs和Cyt@AuNCs的抗菌活性及机理研究

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细菌和其它微生物长期以来对人类的健康造成了严重的影响。纳米酶,由于其广谱的抗菌活性、可忽略的毒性和对细菌缺乏耐药性而成为新一代抗生素。然而,与天然酶相比,纳米酶的催化活性相对较低,故而严重限制了大多数纳米酶的抗菌性能。为了提高纳米酶的抗菌活性,其固有性质的调节受到了科研人员的青睐。但是,开发和设计高性能的纳米酶具有一定的挑战性。因此,开发一种简单,快捷并且廉价的抗菌策略在抗菌领域具有重要的意义。已有的报道证明天然有机物会影响纳米材料的理化性质和生物活性。因此,通过这些物质与纳米材料相互作用,可实现对细菌生长的抑制。基于此,本研究报道了在脯氨酸存在下His@AuNCs和Cyt@AuNCs对革兰氏阴性菌大肠杆菌(E.coli)和革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌(S.aureus)的抗菌作用,并对脯氨酸提高His@AuNCs和Cyt@AuNCs的抗菌活性机理进行了讨论。主要内容及结论如下:1.His@AuNCs模拟过氧化物酶活性及其机理首先,成功合成的His@AuNCs能够与模拟过氧化物酶的典型催化底物(包括TMB、OPD和ABTS)发生相应的显色反应。其次,His@AuNCs的模拟过氧化物酶催化活性呈现典型的Michaelis-Menten曲线。最后,通过TA捕捉自由基的实验证明了His@AuNCs模拟过氧化物酶活性的催化机理是由于其催化H2O2产生·OH实现的。2.His@AuNCs和Cyt@AuNCs的抗菌性能分析在前部分研究的基础上,讨论了His@AuNCs和Cyt@AuNCs的抗菌作用。研究结果表明两种纳米酶都具有一定的抑制细菌生长能力,为此类材料作为抑菌剂提供了基础。3.脯氨酸对His@AuNCs和Cyt@AuNCs抗菌行为的影响首先,脯氨酸能够增强His@AuNCs和Cyt@AuNCs的抗菌活性。其次,脯氨酸增强His@AuNCs和Cyt@AuNCs的抗菌活性是由细菌细胞内ROS水平升高所导致。与此同时,脯氨酸对His@AuNCs和Cyt@AuNCs模拟过氧化酶活性没有影响,故而胞内ROS水平升高是由脯氨酸促使细菌细胞外ROS更多的进入到细胞内所导致。综上所述:本论文利用脯氨酸作为外源辅助剂,在不影响His@AuNCs和Cyt@AuNCs模拟过氧化物酶催化活性的基础上,通过促使细菌细胞外ROS更多的进入到细胞内从而有效增强了这两种纳米酶的抗菌活性,为进一步开发和设计新型抗菌剂提供了新思路。
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