Please use this identifier to cite or link to this item: http://rep.btsau.edu.ua/handle/BNAU/1596
Title: Enzyme-like activity of nanomaterials
Other Titles: Ферментативная активность наноматериалов
Ензиматична активність наноматеріалів
Authors: Цехмістренко, Світлана Іванівна
Tsekhmistrenko, Svitlana
Бітюцький, Володимир Семенович
Bityutskyy, Vladimir
Цехмістренко, Оксана Сергіївна
Tsekhmistrenko, Oksana
Поліщук, Віталій Миколайович
Polishchuk, Vitalii
Поліщук, Світлана Анатоліївна
Polishchuk, Svitlana
Пономаренко, Наталя Вікторівна
Ponomarenko, Natalya
Мельниченко, Юлія Олександрівна
Melnychenko, Yuliia
Співак, Микола Якович
Spivak, Mikola
Keywords: міметики;супероксиддисмутаза;каталаза;пероксидаза;фосфатаза;mimetics;superoxide dismutase;catalase;peroxidas;phosphatase;миметики;супероксиддисмутаза;каталазы;пероксидазы
Issue Date: 2018
Publisher: Дніпровський національний університет ім. О. Гончара
Citation: Enzyme-like activity of nanomaterials / S.I.Tsekhmistrenko ,V.S. Bityutskyy ,O.S. Tsekhmistrenko and other // Regul. Mech. Biosyst. – 2018. – V. 9(3). – С. 469–476.
Abstract: In modern conditions, nanomaterials, especially nanoparticles of metals and nonmetals, are increasingly used in various industries. Due to their unique properties, in particular, the ability of nanoparticles to exhibit an enzyme-like effect they are widely used in biology, medicine, biotechnology, the food industry and agriculture. Important advantages of nanoparticles are their size, which enables specific properties to be present: their large surface area, the ability to transfer molecules and the ability to protect them from degradation and release over a long time, the location of action and the specificity of interaction with biological structures. Nanoparticles play a special role in the processes of neutralizing the active forms of oxygen. It has been established that a number of nanoparticles, in particular, Fe, Mn, Zn, Ce, Si and Se oxides, have an enzyme-like activity mimicking that of some enzymes. By changing the degree of oxidation, these particles can regenerate and continuously catalyze the reaction of neutralizing superoxide anion radicals, thus fulfilling the function of SOD and being the first link in protecting tissues and cells from oxidative stress in physiological and pathological conditions. It is proved that nanoparticles Mn3O4, Fe3O4, Co3O4, CeO2, LaCoO3 and other elements can effectively dispose of hydrogen peroxide and other peroxides, showing catalaselike and peroxidase-like activity. Nanozymes are characterized that exhibit the activity of oxidases, peroxidases and phosphatase. The prospect of using mimetics for complex in vitro analyzes of high-sensitivity biomarker disease detection is shown. The possibility of effective multi-use of nanoparticles as antioxidants is indicated. There are good prospects for further research on properties and the use of polyfunctional particles that are easily synthesized, reliable and inexpensive. More work is needed to determine the interaction of enzymomimetics with biological molecules such as proteins, carbohydrates and lipids, and also to take into account the peculiarities of their metabolism, clearance, degradation, biocompatibility and side effects, since individual nanoparticles have the potential to be deposited in separate organs. Из-за уникальных свойств, в частности, способности наночастиц проявлять ферментативный эффект, они широко используется в биологии, медицине, биотехнологии, пищевой промышленности и сельском хозяйстве. Важными преимуществами наночастиц являются их размер, который позволяет присутствовать в конкретных свойствах: их большая площадь поверхности, способность передавать молекулы и способность чтобы защитить их от деградации и освобождения в течение длительного времени, местоположение действия и специфику взаимодействия с биологических структур. Особое место в процессах нейтрализации активных форм кислорода играют наночастицы. Было установлено, что ряд наночастиц, в частности оксидов Fe, Mn, Zn, Ce, Si и Se, обладают ферментативной активностью имитируя некоторые ферменты. Изменяя степень окисления, эти частицы могут регенерировать и непрерывно катализировать реакция нейтрализации супероксидных анионных радикалов, выполняя таким образом функцию SOD и являясь первым звеном в защите тканей и клеток от окислительного стресса в физиологических и патологических состояниях. Доказано, что наночастицы Mn3O4, Fe3O4, Co3O4, CeO2, LaCoO3 и другие элементы могут эффективно утилизировать перекись водорода и другие пероксиды, демонстрируя каталитическую и пероксидазную активность. Показана возможность эффективного многократного использования наночастиц в качестве антиоксидантов. Есть хорошие перспективы для дальнейших исследований по свойствам и использованию полифункциональных частиц, которые легко синтезируются, надежны и недороги.
Description: Через унікальні властивості наноматеріалів зокрема, здатності наночасток проявляти ферментативний ефект, вони широко використовується в біології, медицині, біотехнології, харчової промисловості та сільському господарстві. Важливими перевагами наночастинок є їх розмір: велика площа поверхні, здатність передавати молекули і здатність щоб захистити їх від деградації і звільнення протягом тривалого часу, місце розташування дії і специфіку взаємодії з біологічних структур. Особливе місце в процесах нейтралізації активних форм кисню грають наночастинки. Було встановлено, що ряд наночастинок, зокрема оксидів Fe, Mn, Zn, Ce, Si і Se, мають ферментативної активністю імітуючи деякі ферменти. Змінюючи ступінь окислення, ці частинки можуть регенерувати і безперервно каталізувати реакція нейтралізації супероксидних аніонних радикалів, виконуючи таким чином функцію SOD і будучи першою ланкою в захисті тканин і клітин від окисного стресу в фізіологічних і патологічних станах. Доведено, що наночастинки Mn3O4, Fe3O4, Co3O4, CeO2, LaCoO3 і інші елементи можуть ефективно утилізувати перекис водню та інші пероксиди, демонструючи каталітичну і Пероксидазну активність. Показана можливість ефективного багаторазового використання наночасток в якості антиоксидантів. Є хороші перспективи для подальших досліджень за властивостями і використання поліфункціональних частинок, які легко синтезуються, надійні і недорогі.
URI: http://rep.btsau.edu.ua/handle/BNAU/1596
ISSN: 2520-2588
Appears in Collections:Наукові публікації

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Enzymat.aktyv.nanomat.pdf811,03 kBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.