抗菌剤に利用されるナノザイムとその応用

Nanozymes used for antimicrobials and their applications.

• Dezhi Yang
• Zizhao Chen
• Zhe Gao
• Sai Kumar Tammina
• Yaling Yang

抄録

細菌感染症は年々急速に増加しており、世界的な健康問題となっています。そのため、新規かつ高効率で細菌結合性の高い抗菌剤の開発が非常に必要とされています。現在までのところ、最も広範な治療法は抗生物質に限られており、抗生物質の乱用や誤用により多剤耐性化が進んでいる可能性があります。抗生物質の乱用は、細菌の抗生物質耐性と同様に、現状では世界的な課題となっています。抗生物質の乱用や抗生物質耐性化は世界的な課題となっており、耐性化やバイオセーフティ上の問題を引き起こすことなく、細菌を効果的に死滅させるための新規な殺菌剤の開発が強く望まれています。酵素活性を有する無機ナノ構造体であるナノ酵素は、その優れた特性から研究者の関心を集めています。天然酵素と比較して、多くのグラム陽性菌やグラム陰性菌を破壊することができ、生物学とナノテクノロジーの間に重要な架け橋を築くことができます。強力なナノ抗生物質として、ナノ酵素は幅広い抗菌特性を持ち、生物毒性はほとんどありません。また、その抗菌機構と応用を含め、最近のナノ酵素の進歩をまとめ、強調した。最後に、抗菌活性をさらに向上させるための課題と限界を取り上げ、抗菌機能を向上させた人工的なナノ酵素の利用に向けた将来の方向性を示した。

Bacterial infection-related diseases have been growing year-by-year rapidly and raising health problems globally. The exploitation of novel, high efficiency, and bacteria-binding antibacterial agents are extremely need. As far as now, the most extensive treatment is restricted to antibiotics, which may be overused and misused, leading to increased multidrug resistance. Antibiotics abuse, as well as antibiotic-resistance of bacteria, is a global challenge in the current situation. It is highly recommended and necessary to develop novel bactericide to kill the bacteria effectively without causing further resistance development and biosafety issues. Nanozymes, inorganic nanostructures with intrinsic enzymatic activities, have attracted more and more interest from the researchers owing to their exceptional advantages. Compared to natural enzymes, nanozymes can destroy many Gram-positive, Gram-negative bacteria, which builds an important bridge between biology and nanotechnology. As the potent nanoantibiotics, nanozymes have exciting broad-spectrum antimicrobial properties and negligible biotoxicities. And we summarized and highlighted the recent advances on nanozymes including its antibacterial mechanism and applications. Finally, challenges and limitations for the further improvement of the antibacterial activity are covered to provide future directions for the use of engineered nanozymes with enhanced antibacterial function.

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