推荐一篇发表在JACS上的文章，其标题是“Conditionally Activatable Photoredox Catalysis in Living System”。本文的通讯作者是来自大连理工大学的彭孝军教授，他们课题组的主要研究方向是精细化学品的结构与性能，另一位是来自韩国大学的Jong Seung Kim教授。
光氧化还原催化化学为治疗诊断提供了新的生物技术方法，但目前人工光氧化还原催化在实际应用中仍然具有挑战性。基于光氧化还原的催化剂（PCs）大都依赖于非生物过渡金属配合物。尽管它们在结构的定制，激发态的寿命和氧化还原窗口方面都具有很理想的特征，但在生物医学应用方面，其附带的金属毒性、较差的稳定性以及高能短波的激发显然影响了它们的广泛使用。其次，光催化在体内存在脱靶的的风险，造成无法预料的后果。其中包括光催化造成的毒性以及脱靶的风险。本篇文章中，作者利用了利用自焚化学的条件可催化结构，实现了小鼠肿瘤模型的定点光催化切除。本文引入了一个“条件活化光氧化还原催化”（ConAPC）的概念。作者想用自焚化学解决上述的问题。他们从自焚架构上限，自焚核心以及有效的负载量三方面进行考虑。设计的基本逻辑是，当该催化结构感知到特定的触发器时，开关将会被移除，并以多米诺骨牌的方式进行一系列的头尾分离，最终介导可负载药物，传感器的笼转化为激活状态。不仅如此，他们希望在某种微环境下（例如肿瘤），触发源可以特异的表达，或者上调。于是，及时在光照条件下，非特异识别也无法造成笼的激活。在之前的报道中，硫酸取代的尼罗蓝类似物是癌症光动力治疗的有效增敏剂。在研究人员的探索下，实验发现当尼罗蓝中心氧原子被Se取代后，产生的阳离子化合物（Se-NH2）是一种十分有效的近红外三态的PC，他能够实现光催化NADH的氧化，随后触发血红蛋白细胞色素c，细胞色素c的还原。不仅如此，Se-NH2在空间构象上与烟酰胺环可以良好的匹配，并且长时间存在的三态给予Se-NH2一个非常优秀的光催化周转频率。经过测试，该PCs的转化率比传统的金属催化的转化率高10到150倍。作者了利用硝酸还原酶（NTR）作为模型，对ConAPC结构的功能进行了演示。NTR是大多数恶性肿瘤高表达的酶。根据ConAPC的原理，Se-NH2的光催化性能会被方向硝基（开关）暂时掩盖，同时通过感应NTR高表达的肿瘤部位进行特异性的修复。与此同时，伴随的荧光基因将指示其的条件激活，从而为荧光成像介导的ConAPC进行指示。实验还发现，该串联光催化还原在细胞中不依赖氧气的水平，所以在严重缺氧的环境中也具有抗肿瘤的效果。在小鼠移植瘤的测试中，该人工光催化的反应有效地对肿瘤进行了根除（TGI:95%），并发现该ConAPC结构有效地阻碍了癌细胞糖酵解到氧化磷酸化通路的过程。总之，本篇文章利用人工光催化反应发展了一种具有优秀生物兼容性和安全性的肿瘤杀伤的化学催化结构。
文章作者：WYK
责任编辑：KLH
原文连接：https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.1c07372
原文引用：10.1021/jacs.1c07372
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