谷氨酰胺合成酶（GS）对维持生物体内氨和谷氨酸（Glu）的稳态至关重要。然而，这种天然酶依赖于三磷酸腺苷（ATP）来激活Glu，导致在ATP缺乏的神经毒性事件中GS功能受损。到目前为止，还没有报道表明使用人工纳米结构来模拟GS功能。鉴于此，来自南京大学的魏炜教授、赵劲教授和香港科技大学的黄湧教授等人研究合成了基于末端标记的聚磷酸盐（polyP）的聚集诱导发射活性聚P-Mn纳米片（STPE PMNSs），表现出显著的GS样活性，与ATP的存在无关。

文章要点：

1) 该研究证实，STPE PMNS中的polyP在低ATP水平下作为磷酸源激活Glu，并且，在兴奋性毒性条件下，这种自喂养机制在神经细胞中ATP水平降低的情况下调节Glu稳态方面具有显著优势，STPE PMNSs可有效促进兴奋性神经毒性人神经母细胞瘤细胞（SH-SY5Y）Glu向谷氨酰胺（Gln）的转化，减轻Glu诱导的神经毒性；

2) 此外，该研究表明，纳米片的荧光信号能够精确监测STPE PMNS的亚细胞分布，细胞内荧光信号以转换响应的方式增强，允许实时跟踪反应进展，同时，该研究提出了一种自我维持的策略，以解决神经细胞在神经毒性事件中ATP缺乏引起的GS功能损伤，它为聚磷基纳米结构的潜在生物应用提供了一个新的方向。

参考资料：

Wang, J., Zhao, X., Tao, Y. et al. Biocompatible aggregation-induced emission active polyphosphate-manganese nanosheets with glutamine synthetase-like activity in excitotoxic nerve cells.  Nat. Commun.(2024).

DOI：10.1038/s41467-024-47947-5

https://doi.org/10.1038/s41467-024-47947-5