生物膜的形成会对工业、环境和人类健康造成重大威胁。杀死生物膜中嵌入的微生物往往会不可避免地导致抗菌素耐药性(AMR)的发展。利用内酯酶催化抑制细菌通讯是一种有效的防污方法。由于蛋白质酶存在固有不足，因此设计合成能够模拟内酯酶活性的新材料成为了研究的一大热点。有鉴于此，苏州大学李瑞宾教授和北京化工大学刘惠玉教授通过调节锌原子周围的配位环境，合成了一种高效的类内酯酶Zn-Nx-C纳米材料，并将其用于模拟内酯酶的活性区域，以催化阻断在生物膜形成过程中的细菌通讯。
本文要点：
（1）Zn-Nx-C材料可选择性催化77.5%的N-酰基化-L-高丝氨酸内酯(AHL，生物膜构建过程中细菌群体感应(QS)的关键信号)发生水解。研究发现，AHL的降解能够降低抗生素耐药菌中QS相关基因的表达，并显著阻止生物膜的形成。
（2）实验结果表明，具有Zn-Nx-C包覆层的铁板能够在江河中暴露15个月后有效防止80.3%的生物污染。综上所述，该研究设计了一种基于纳米技术的非接触式防污方法，其可通过模拟生物膜构建过程中的关键细菌酶(例如内酯酶) 的工程化纳米材料来而有效避免AMR的发展。
Meng Gao. et al. Nano-enabled Quenching of Bacterial Communications for the Prevention of Biofilm Formation. Angewandte Chemie International Edition. 2023
DOI: 10.1002/anie.202305485
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202305485
