基于含硒磷脂纳米盘构筑高效抗氧化体系

Cardiovascular diseases caused by oxidation damage are major problems plaguing human health. Organisms have established a series of enzymatic antioxidant defenses to prevent the oxidation damage of biomacromolecules. Among them, glutathione peroxidase (GPx) is an important member. In order to solve the problem of poor stability and high cost of natural GPx, designing an efficient artificial antioxidant system has become a hot research topic, but it still encountered with limits such as low activity of small enzyme mimics, high immunogenicity and degradation of macromolecule enzyme mimics. This project intends to rationally design the selenium-containing catalytic center of GPx on apolipoprotein apoA-I, and assemble with a variety of phospholipids into a size-controllable selenium-containing phospholipid nanodisc structure to construct the first protein-phospholipid assembly based artificial GPx antioxidant system which would have good stability and biocompatibility. By combining the anti-atherosclerotic function of the apoA-I protein backbone with the antioxidant capacity of GPx, the system is expected to enhance the role of selenium-containing phospholipid nanodisc in inhibiting oxidative damage, and to explore the role of phospholipids in antioxidant procedure, striving to develop into an inhibitor of oxidative damage disease with good biocompatibility.

氧化损伤导致的心脑血管疾病是困扰人类健康的重大难题。生物体建立了一系列酶学抗氧化防线来预防生物大分子的氧化损伤，谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）就是其中的重要一员。为了解决天然GPx稳定性差、成本高等问题，设计高效的人工抗氧化体系已经成为研究热点问题，但却面临小分子酶活力低下，大分子酶高免疫原性、易降解等瓶颈，难以进行实际应用。本项目拟在载脂蛋白apoA-I上理性设计GPx的含硒催化中心，并且与多种磷脂自组装成为尺寸可控的含硒磷脂纳米盘结构，构筑首个以蛋白-磷脂组装体为载体的人工抗氧化体系，实现较好的稳定性和生物相容性，探索突破传统人工抗氧化酶的瓶颈。通过将apoA-I蛋白质骨架自身的抗动脉粥样硬化功能与GPx的抗氧化能力相结合，加强含硒磷脂纳米盘在抑制氧化损伤疾病中的作用，探索磷脂在抗氧化过程中的功能，发展一种具有良好生物相容性的氧化损伤疾病抑制。

氧化损伤导致的心脑血管疾病是困扰人类健康的重大难题。生物体建立了一系列酶学抗氧化防线来预防生物大分子的氧化损伤，谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）就是其中的重要一员。为了解决天然GPx稳定性差、成本高等问题，设计高效的人工抗氧化体系已经成为研究热点问题，但却面临小分子酶活力低下，大分子酶高免疫原性、易降解等瓶颈，难以进行实际应用。本项目拟在载脂蛋白apoA-I上理性设计GPx的含硒催化中心，并且与多种磷脂自组装成为尺寸可控的含硒磷脂纳米盘结构，构筑首个以蛋白-磷脂组装体为载体的人工抗氧化体系，实现较好的稳定性和生物相容性，探索突破传统人工抗氧化酶的瓶颈。通过将apoA-I蛋白质骨架自身的抗动脉粥样硬化功能与GPx的抗氧化能力相结合，加强含硒磷脂纳米盘在抑制氧化损伤疾病中的作用，探索磷脂在抗氧化过程中的功能，发展一种具有良好生物相容性的氧化损伤疾病抑制。