科学家报道基于DNA的酶固定化和功能化策略
酶具有独特的结构和多样的功能，所以在生物医学应用中至关重要。然而，酶存在稳定性差、无靶向性和递送困难的问题，这限制了它们的实际使用。RCA-DEN能够实现在酶表面形成核酸分子的密集堆积，对酶活性影响甚微，同时提升了酶的稳定性。以葡萄糖氧化酶（GOx）、辣根过氧化物酶（HRP）、碱性磷酸酶（AP）和-半乳糖苷酶（-gal）作为模型酶，作者证明了这一策略允许酶的模块化定制。同时，通过与适配体、DNAzyme等功能核酸结合，可进一步实现RCA-DEN的核酸功能的可编程性设计。得益于酶和核酸的多样性和可编程性，该方法可广泛应用于选择性催化、级联催化、活细胞检测，以及肿瘤的协同治疗等多个领域。总体而言，这项工作为酶的固定化和功能化提供了新的视角，为酶在生物医学领域的广泛应用开辟了新路径。
RCA-DEN可以被轻松制备、结构均一且酶和核酸活性均不受影响：通过形态表征和粒径表征可以证明RCA-DEN可被成功制备且粒径均一（图1），且制备过程对酶和核酸的活性未产生影响（图2）。高度结构化的DNA纳米层由多价AS1411/Hemin构成，不仅为酶提供了强有力的稳定保护，还保留了AS1411/Hemin的类过氧化物酶催化活性。
通过自主设计RCA-DEN的酶和核酸功能，可以实现选择性催化和级联催化应用：通过选取HRP和多巴胺适配体分别作为酶和核酸模型（图3），结果表明RCA-DENHRP具有优秀的多巴胺富集性能，并能够在富集后进行选择性催化；选取GOx和AS1411/Hemin作为酶和核酸模型（图4），结果表明RCA-DENGOx可用于复杂系统下对葡萄糖的级联催化检测。
除了液体活检，RCA-DEN还可应用于活细胞内的化学测定（图5）：利用级联催化模型RCA-DENGOx，并使用Amplex Red作为活细胞化学分析的荧光底物。荧光成像和流式细胞术结果表明RCA-DENGOx有效催化活细胞中的葡萄糖级联反应。
此外RCA-DEN还能够进行体内应用：作者引入Mn2+来丰富RCA-DENGOx的结构和功能（图6）。该模型通过结合肿瘤的饥饿疗法和化学动力学疗法，增强了RCA-DENGOx-Mn的肿瘤治疗效果。RCA-DENGOx-Mn在促进“酶-金属离子”级联催化的同时，具有良好的肿瘤靶向能力，表现出有效的肿瘤生长抑制作用，在肿瘤治疗中具有广阔的应用前景。
RCA-DEN中的酶和核酸功能具有广阔的可编程性：通过酶的模块化设计和RCA产物的功能编码，可以设计出具有不同功能的RCA-DEN模型（图7）。具有不同功能的酶及适配体和DNAzyme等多种功能核酸的开发为RCA-DEN提供了丰富的功能组合，在生物医学应用中具有无限潜力。
RCA-DEN具有强大的模块化设计和功能可编程性，提供了一种用于酶固定化和功能化的替代策略，为液体活检、活细胞分析，体内疾病诊断治疗等多种生物医学应用提供了一种强有力的新工具。（来源：科学网）
