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用于编程自主硫醇/二硫键氧化还原系统的燃料驱动酶促反应网络。

Fuel-Driven Enzymatic Reaction Networks to Program Autonomous Thiol/Disulfide Redox Systems.

作者信息

Sarkar Aritra, Dúzs Brigitta, Walther Andreas

机构信息

Life-Like Materials and Systems, Department of Chemistry, University of Mainz, Duesbergweg 10-14, 55128 Mainz, Germany.

出版信息

J Am Chem Soc. 2024 Apr 17;146(15):10281-10285. doi: 10.1021/jacs.4c02680. Epub 2024 Apr 3.

DOI:10.1021/jacs.4c02680
PMID:38569008
Abstract

Fuel-driven dissipative formation of disulfide bonds using competing oxidative activation and reductive deactivation presents a possibly very versatile avenue for autonomous materials design. However, this is challenging to realize because of the direct annihilation of oxidizing fuel and a deactivating reducing agent. We overcome this challenge by introducing a redox-based enzymatic reaction network (ERN), enabling the dissipative disulfide formation for molecularly dissolved thiols in a fully autonomous manner. Moreover, the ERN allows for programming hydrogel lifetimes by utilizing thiol-terminated star polymers (sPEG-SH). The ERN can be customized to operate with aliphatic and aromatic thiols and should thus be broadly applicable to functional thiols.

摘要

利用竞争性氧化活化和还原失活,通过燃料驱动形成二硫键,为自主材料设计提供了一条可能非常通用的途径。然而,由于氧化燃料和失活还原剂的直接湮灭,这很难实现。我们通过引入基于氧化还原的酶促反应网络(ERN)克服了这一挑战,从而能够以完全自主的方式实现分子溶解硫醇的耗散性二硫键形成。此外,ERN通过使用硫醇封端的星形聚合物(sPEG-SH)实现水凝胶寿命的编程。ERN可以定制为与脂肪族和芳香族硫醇一起运行,因此应广泛适用于功能性硫醇。

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