可以在细胞内工作的金属催化剂有着巨大的应用潜力，而高分子仿酶催化剂是其中的一种类型。这种人工合成的金属催化体系能扩大生物正交化学的适用范围，可以在细胞内完成一些天然生化过程中不存在的化学反应。
近日，湖南大学化学化工学院白玉罡教授课题组报道了一种嵌膜大分子仿酶催化剂（Membrane-embedded catalyst, MEC），它不但可以稳定在细胞膜上实现催化转化，而且在活细胞体系中工作时仍然可以显示出底物选择性。这项研究工作中，湖南大学白玉罡教授及团队证明了这种“嵌膜”催化系统所具有的切实优势。相关成果已发表在《美国化学会志》JACS杂志上，并被选为封面文章。
研究成果发表在（JACS）杂志上，并被选为封面文章
白玉罡教授研究团队先是证明了该高分子仿酶催化体系可以稳定地“嵌入”到细胞膜上，在细胞膜上实现催化转化；并且，该高分子仿酶催化体系具有对反应原料（即“底物”）的选择性。当该催化体系在活细胞细胞膜上工作时，其底物选择性仍可保留，这是仿酶催化剂领域的一大突破。同时，他们还证明了细胞外的底物分子可以直接在细胞膜上被“嵌膜”催化剂转化为产物分子，并被递送到细胞内，这样就实现了细胞内外物质的高效交换。
展示了该催化剂的催化特性：底物与催化剂的库伦亲和力或疏水亲和力越强，催化效果越好
为了展示“膜嵌入”式催化剂的应用前景，该研究团队还展示了利用这种催化剂实现功能分子的按需合成与跨膜递送的例子。在一个例子中，“嵌膜”催化剂在膜上将阴离子修饰的前药分子转化为了活性药物分子。由此，只要将催化剂“嵌入”到目标细胞之上，原本没有进入细胞的能力的药物就只会在目标细胞中生成，起到精确“制导”药物的目的。
在另外一个例子中，团队还展示了一组药效低、难进入细胞的生物活性分子。在“嵌膜”催化剂的存在下，这两种分子直接在细胞膜上的催化剂内部被转化为效果更好的功能嵌合产物，该产物经由嵌在膜上的催化剂内部直接进入细胞内，产生更好的效果。综上所述，该项研究为催化剂设计、前药设计、胞内递送等提供了新的策略与方法。
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