细胞色素c（Cyt c）是一种球状血红素蛋白，主要存在于线粒体内，可介导细胞呼吸链中的电子传递，并作为处理活性氧（ROS）的解毒剂。释放到细胞质中的Cyt c可以激活半胱氨酸蛋白酶并导致细胞凋亡。Cyt c还原酶可以催化电子从辅酶Q转移到Cyt c，是细胞呼吸链中的关键还原酶。由于Cyt c还原酶的复杂功能单元由细胞色素b562、细胞色素b566、细胞色素c1和铁硫蛋白组成，因此开发Cyt c还原酶的模拟物具有一定的挑战性。NADH和NAD+在许多生物催化过程中发挥着重要作用，例如免疫功能和细胞代谢等。并且，对NADH与NAD+转化的深入研究有利于多种生物疾病的研究，如心血管相关疾病、癌症和神经退行性疾病等。。

李丹课题组首次报道了硫化镉（CdS）纳米棒可以在生理条件下，模拟两种关键的酶：NADH氧化酶和Cyt c还原酶。CdS纳米棒的光催化特性，在反应过程中会产生O₂^•-。光生空穴的作用和O₂^•-促进的NADH的氧化，所以，CdS纳米棒表现出类NADH氧化酶活性，并且可与脱氢酶偶联实现NADH的再生。值得一提的是，生物电子受体Cyt c作为反应底物，可以从O₂^•-得到电子，这表明CdS纳米棒在生理pH条件下具有类Cyt c还原酶活性。因为O₂^•-的氧化和还原能力，CdS纳米棒分别对NADH和Cyt c表现出类氧化酶活性和类还原酶活性。在这项工作中，我们利用O₂^•-的不同性质探索了CdS纳米棒的双纳米酶活性，这将有助于探索自由基在纳米酶研究和开发中的应用。

Figure 1. Schematic diagram of the cellular respiratory chain in the mitochondria of mammals, showing the roles of NADH dehydrogenase (Complex I, C1) and cytochrome c reductase (Complex III, C3). Q represents coenzyme Q. Complex II (C2) is the succinate dehydrogenase.

Figure 2. As for the oxidizing and reducing properties of O₂^•- induced from cadmium sulfide (CdS), the CdS nanozyme exhibits oxidase-like and reductase-like activities for nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) and cytochrome c (Cyt c), respectively.

论文第一作者为吉林大学的研究生王浩，长春应化所的李丹副研究员和纽约州立大学石溪分校的汪劲教授为该文章的共同通讯作者。

纽约州立大学石溪分校的汪劲教授：博士生导师。1984年吉林大学物理系学士，1991年美国伊利诺伊大学天体物理博士，随后在该校及美国国家卫生研究院 (NIH) 化学和生物物理博后及客座研究员。1997至2004年任美国花旗银行全球战略分析部副总裁，资深经济分析师。2004年起在纽约州立大学石溪分校 (SUNYSB) 化学系和物理系任助教授，副教授，教授。以第一或通讯联系人在国际核心期刊（Nature. Comm., Nature. Struct. Mol. Biol., Rev. Mod. Phys., Adv. Phys., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, J. Am. Chem. Soc., Phys. Rev. Lett., Angew. Chem. Int. Ed., Chem. Sci., Nucleic Acids Res.等）发表研究论文370多篇，总引用12300多次， h-index为58。会议特邀报告及相关学术报告300多次，2005年获美国国家自然科学基金 (NSF) 生涯奖（Career Award）；美国生物物理学杂志编委。2010年当选美国物理学会会士。2012年当选美国科学创新促进会会士 (AAAS)。2013年中-美化学和化学生物学教授协会授予优秀教授卓越成就奖。2021年当选欧洲科学院院士。

课题组主页：

https://www.stonybrook.edu/commcms/chemistry/faculty/_faculty-profiles/wang-jin

中科院长春应化所李丹副研究员：2015年博士毕业于吉林大学，现任中国科学院长春应用化学研究所副研究员。2016-2017曾到麦考瑞大学访学。自工作以来，主要从事纳米材料的生物应用方面的研究，在基因转染、药物递送、光热和光动力治疗的纳米载体设计方面有丰富的研究基础与经验。以一作或通讯作者在Biomaterials, Small, Nano Research等国际期刊上发表论文24篇。主持国家自然科学基金青年科学基金项目1项，吉林省科技发展计划国际合作项目1项，以骨干或参与人身份参加的国家和省级项目共9项。申请中国发明专利7项，已授权专利5项。获得吉林省自然科学学术成果二等奖2项。

Hao Wang, Jinxing Chen, Qing Dong, Xiuna Jia, Dan Li^*, Jin Wang^*, Erkang Wang. Cadmium sulfide as bifunctional mimics of NADH oxidase and cytochrome c reductase takes effect at physiological pH. Nano Research. https://doi.org/10.1007/s12274-022-4150-8.

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