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Biomimetic polysaccharide-cloaked lipidic nanovesicles/microassemblies for improving the enzymatic activity and prolonging the action time for hyperuricemia treatment.
Nanoscale ( IF 5.8 ) Pub Date : 2020-06-23 , DOI: 10.1039/d0nr02651d Lan Yang 1 , Yonghong Zhang 1 , Jiangchuan Xie 1 , Cailing Zhong 1 , Dan He 1 , Tingting Wang 2 , Kailing Li 1 , Yao Li 3 , Da Shi 4 , Ruben Abagyan 4 , Lin Yang 5 , Jingqing Zhang 1
Nanoscale ( IF 5.8 ) Pub Date : 2020-06-23 , DOI: 10.1039/d0nr02651d Lan Yang 1 , Yonghong Zhang 1 , Jiangchuan Xie 1 , Cailing Zhong 1 , Dan He 1 , Tingting Wang 2 , Kailing Li 1 , Yao Li 3 , Da Shi 4 , Ruben Abagyan 4 , Lin Yang 5 , Jingqing Zhang 1
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The improvement and maintenance of enzymatic activities represent major challenges. However, to address these we developed novel biomimetic polysaccharide hyaluronan (Hn)-cloaked lipidic nanovesicles (BHLN) and microassemblies (BHLNM) as enzyme carriers that function by entrapping enzymes in the core or by tethering them to the inner/outer surfaces via covalent interactions. The effectiveness of these enzyme carriers was demonstrated through an evaluation of the enzymatic activity and anti-hyperuricemia bioactivity of urate oxidase (also called uricase, Uase). We showed that Uase was effectively loaded within the BHLN/BHLNM (UHLN/UHLNM) and maintained good enzymatic bioactivity through a range of effects, including isolation from the external environment due to the vesicle-carrying (shielding effect), avoidance of recognition by the reticuloendothelial system due to Hn-cloaking (long-term effect), production of beneficial conformational changes (allosteric effect) due to a favorable internal microenvironment of construction and vesicle loading, and stabilization due to the reversible conjugation of Uase or vesicle and serum albumin (deposit effect). UHLN/UHLNM had significantly increased bioavailability (∼533% and ∼331% compared to Uase) and demonstrated greatly improved efficacy, whereby the time required for UHLN/UHLNM to lower the plasma uric acid concentration to a normal level was much shorter than that for free Uase. The interactions of the therapeutic enzyme (Uase), biomimetic membrane components (Hn and phospholipid), and serum albumin were investigated with a fluorescent probe and computational simulations to help understand the superior properties of UHLN/UHLNM.
中文翻译：
仿生多糖隐蔽的脂质纳米囊泡/微组件，可改善酶活性并延长高尿酸血症治疗的作用时间。
酶活性的改善和维持是主要的挑战。但是，为了解决这些问题，我们开发了新型仿生多糖透明质酸（Hn）掩盖的脂质纳米囊泡（BHLN）和微组件（BHLNM）作为酶载体，其作用是通过将酶截留在核心中或通过将它们束缚到内/外表面来实现共价相互作用。通过评估尿酸盐氧化酶（也称为尿酸酶，Uase）的酶活性和抗高尿酸血症生物活性，证明了这些酶载体的有效性。我们显示Uase有效地负载在BHLN / BHLNM（UHLN / UHLNM）内，并通过一系列作用保持了良好的酶促生物活性，这些作用包括由于囊泡携带而与外界环境隔离（屏蔽作用）， Hn掩盖引起的网状内皮系统（长期作用），有利的构象变化（构象作用）产生有益的构象变化（变构作用），以及Uase或囊泡与血清白蛋白的可逆结合导致稳定存款效果）。UHLN / UHLNM的生物利用度显着提高（与Uase相比，约为533％和331％），并且功效大大提高，因此UHLN / UHLNM将血浆尿酸浓度降低至正常水平所需的时间大大短于UHLN / UHLNM免费的Uase。用荧光探针和计算机模拟研究了治疗性酶（Uase），仿生膜成分（Hn和磷脂）和血清白蛋白之间的相互作用，以帮助理解UHLN / UHLNM的优越性能。
更新日期：2020-07-23
中文翻译：
仿生多糖隐蔽的脂质纳米囊泡/微组件，可改善酶活性并延长高尿酸血症治疗的作用时间。
酶活性的改善和维持是主要的挑战。但是，为了解决这些问题，我们开发了新型仿生多糖透明质酸（Hn）掩盖的脂质纳米囊泡（BHLN）和微组件（BHLNM）作为酶载体，其作用是通过将酶截留在核心中或通过将它们束缚到内/外表面来实现共价相互作用。通过评估尿酸盐氧化酶（也称为尿酸酶，Uase）的酶活性和抗高尿酸血症生物活性，证明了这些酶载体的有效性。我们显示Uase有效地负载在BHLN / BHLNM（UHLN / UHLNM）内，并通过一系列作用保持了良好的酶促生物活性，这些作用包括由于囊泡携带而与外界环境隔离（屏蔽作用）， Hn掩盖引起的网状内皮系统（长期作用），有利的构象变化（构象作用）产生有益的构象变化（变构作用），以及Uase或囊泡与血清白蛋白的可逆结合导致稳定存款效果）。UHLN / UHLNM的生物利用度显着提高（与Uase相比，约为533％和331％），并且功效大大提高，因此UHLN / UHLNM将血浆尿酸浓度降低至正常水平所需的时间大大短于UHLN / UHLNM免费的Uase。用荧光探针和计算机模拟研究了治疗性酶（Uase），仿生膜成分（Hn和磷脂）和血清白蛋白之间的相互作用，以帮助理解UHLN / UHLNM的优越性能。
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