本發明屬于仿生催化領域，涉及偶聯黃素基團的聚合物在催化煙酰胺腺嘌呤二核苷酸還原態nadh轉化為氧化態nad+上的應用。

背景技術：

1、氧化型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(nad+)在細胞修復、抗衰老、皮膚再生和抗氧化等方面具有重要作用。隨著人們對健康和美容的需求增加，nad+相關概念逐漸被引入護膚產品中，用于提升皮膚細胞活力，減少細紋和皺紋，改善膚色。隨著美妝大廠的布局動作，頂著“激活細胞能量、延緩皮膚衰老”光環的nad+站上美妝行業新風口。2024年初，歐萊雅推出了蘭蔻黑金系列，也重點圍繞nad+展開產品宣傳，強調“逆生、年輕”。但是，迄今存在的口服(最新規定：來自部分國家的nmn/nad+口服產品已經被禁售)、注射以及刺激細胞再生的方式，也存在生物利用率低、透皮效率低以及導致副反應的問題。

2、nad+/nadh的平衡被認為是細胞健康狀態的重要參數。例如在某些衰老過程或病理狀態下，nad+的水平下降，nad+/nadh比例降低，這通常伴隨著nadh的積累，因為nad+再生不足。而且，有研究表明，隨著衰老，細胞中的nadh脫氫酶(即催化nadh轉化為nad+)的表達水平下降。但是，尚無補充具有nadh脫氫酶功能的催化劑的主流化妝品品牌。

技術實現思路

1、有鑒于此，本發明提供偶聯黃素基團的聚合物在催化煙酰胺腺嘌呤二核苷酸還原態nadh轉化為氧化態nad+上的應用。偶聯黃素基團的聚合物模擬nadh脫氫酶的功能，催化煙酰胺腺嘌呤二核苷酸還原態nadh轉化為氧化態nad+。本發明具體提供了如下的技術方案：

2、偶聯黃素基團的聚合物在催化煙酰胺腺嘌呤二核苷酸還原態nadh轉化為氧化態nad+上的應用，在含多種成分的溶液中，偶聯黃素基團的聚合物催化nadh轉化nad+，轉化速率為0.007μm/s～0.85μm/s，轉化效率為20％～100％；偶聯黃素基團的聚合物為黃素通過共價鍵與含陽離子基團側基的聚合物偶聯的產物，產物分子中黃素基團與聚合物中的陽離子基團的摩爾比例為1：1～1:100，所述的聚合物由含陽離子基團的重復單元和其他重復單元組成，其中含陽離子基團的重復單元的摩爾分數為5％～100％。

3、進一步，所述的偶聯黃素基團的聚合物催化nadh轉化nad+的同時還可以將氧化態的輔酶q0和q10進行還原。

4、進一步，所述的陽離子基團為質子化胺，胍基，季銨鹽，質子化吡啶，質子化咪唑，或三苯基膦陽離子。

5、進一步，所述的含陽離子基團的聚合物為多肽、聚烯丙基胺或殼聚糖。

6、進一步，所述的偶聯黃素基團的聚合物為黃素/聚烯丙基胺偶聯物，結構式為其中，n＝800～900；

7、或黃素/聚((谷氨酰胺)10-(α-賴氨酸)10)偶聯物，結構式為:

8、或黃素/殼聚糖偶聯物,結構式為：其中，n＝730～1500；

9、或黃素/聚((α-賴氨酸)5-(精氨酸)15)偶聯物，結構式為：

10、進一步，所述的多種成分的溶液是磷酸鹽緩沖溶液。

11、進一步，所述的多種成分的溶液是尿酸或谷胱甘肽或抗壞血酸或谷胱甘肽/尿酸混合物溶液。

12、進一步，所述的多種成分的溶液是nacl溶液。

13、進一步，所述的多種成分的溶液是培養基。

14、進一步，所述的培養基成分為90％mem+10％fbs+1％ps。

15、進一步，所述的fbs來源于胎牛的血清，ps中含青霉素-鏈霉素雙抗。

16、本發明的有益效果在于：本發明以黃素分子(維生素b2衍生物)和生物相容性大分子為原料，合成仿nadh脫氫酶催化劑材料，其不僅可以在水溶液中和細胞培養液環境下有效專一地催化nadh氧化實現nad+再生，而且可以催化還原態輔酶q0和輔酶q10的再生，實現促進細胞能量代謝和抗衰老。本發明將黃素基團通過共價鍵修飾在具有陽離子電荷(氨基)的聚合物表面，通過氨基上的陽離子電荷與煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(nadh)上磷酸負電荷的靜電吸引作用，促進nadh接近黃素催化中心，模擬nadh脫氫酶的活性，催化煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(nadh)氧化為氧化態(nad+)。這種共價偶聯構筑仿酶催化劑，相對于將含有黃素分子/聚合物物理共混物而言，使得黃素基團牢固地附著在聚合物表面，形成穩定的催化體系，使得黃素基團可以在反應過程中持續發揮催化作用，而不會因脫離而失效。相對于核黃素、黃素單核苷酸等含有黃素基團的生物分子，催化nadh氧化為nad+的活性能夠提升至少50倍以上；相對于黃素分子/聚合物的共混物而言，催化活性提升接近一個數量級。此外，將該黃素修飾的聚合物催化劑用于化妝品原料中時，這種穩定性確保了黃素催化基團在皮膚表面或滲透到皮膚層中后，避免受到生物體系中其他物質干擾從而破壞黃素基團-聚合物的相互作用，保證該催化劑能夠持續有效地發揮作用，更有利于提升細胞活力。本發明催化劑可以作為天然nadh脫氫酶的替代品，從原理上可以避免其他nad+補充方式帶來的副作用，實現對皮膚的抗衰老作用。

技術特征：

1.偶聯黃素基團的聚合物在催化煙酰胺腺嘌呤二核苷酸還原態nadh轉化為氧化態nad+上的應用，其特征在于：在含多種成分的溶液中，偶聯黃素基團的聚合物催化nadh轉化nad+，轉化速率為0.007μm/s～0.85μm/s，轉化效率為20％～100％；偶聯黃素基團的聚合物為黃素通過共價鍵與含有陽離子基團側基的聚合物偶聯的產物，產物分子中黃素基團與聚合物中的陽離子基團的摩爾比例為1：1～1:100，所述的聚合物由含陽離子基團的重復單元和其他重復單元組成，其中含陽離子基團的重復單元的摩爾分數為5％～100％。

2.根據權利要求1所述的偶聯黃素基團的聚合物在催化煙酰胺腺嘌呤二核苷酸還原態nadh轉化為氧化態nad+上的應用，其特征在于：所述的偶聯黃素基團的聚合物催化nadh轉化nad+的同時還可以將氧化態的輔酶q0和輔酶q10進行還原。

3.根據權利要求1所述的偶聯黃素基團的聚合物在催化煙酰胺腺嘌呤二核苷酸還原態nadh轉化為氧化態nad+上的應用，其特征在于：所述的陽離子基團為質子化胺，胍基，季銨鹽，質子化吡啶，質子化咪唑，或三苯基膦陽離子。

4.根據權利要求1所述的偶聯黃素基團的聚合物在催化煙酰胺腺嘌呤二核苷酸還原態nadh轉化為氧化態nad+上的應用，其特征在于：所述的含有陽離子基團側基的聚合物為多肽、聚烯丙基胺或殼聚糖。

5.根據權利要求1所述的偶聯黃素基團的聚合物在催化煙酰胺腺嘌呤二核苷酸還原態nadh轉化為氧化態nad+上的應用，其特征在于，所述的偶聯黃素基團的聚合物為黃素/聚烯丙基胺偶聯物，結構式為其中，n＝800～900；

6.根據權利要求1所述的偶聯黃素基團的聚合物在催化煙酰胺腺嘌呤二核苷酸還原態nadh轉化為氧化態nad+上的應用，其特征在于，所述的多種成分的溶液是磷酸鹽緩沖溶液。

7.根據權利要求1所述的偶聯黃素基團的聚合物在催化煙酰胺腺嘌呤二核苷酸還原態nadh轉化為氧化態nad+上的應用，其特征在于，所述的多種成分的溶液是尿酸或谷胱甘肽或抗壞血酸或谷胱甘肽/尿酸混合物溶液。

8.根據權利要求1所述的偶聯黃素基團的聚合物在催化煙酰胺腺嘌呤二核苷酸還原態nadh轉化為氧化態nad+上的應用，其特征在于，所述的多種成分的溶液是nacl溶液。

9.根據權利要求1所述的偶聯黃素基團的聚合物在催化煙酰胺腺嘌呤二核苷酸還原態nadh轉化為氧化態nad+上的應用，其特征在于，所述的多種成分的溶液是培養基。

10.根據權利要求1所述的偶聯黃素基團的聚合物在催化煙酰胺腺嘌呤二核苷酸還原態nadh轉化為氧化態nad+上的應用，其特征在于，所述的培養基成分為90％mem+10％fbs+1％ps，所述的fbs來源于胎牛的血清，ps中含青霉素-鏈霉素雙抗。

技術總結
本發明公開了偶聯黃素基團的聚合物在催化煙酰胺腺嘌呤二核苷酸還原態NADH轉化為氧化態NAD<supgt;+</supgt;上的應用，其特征在于：在含多種成分的溶液中，偶聯黃素基團的聚合物催化NADH轉化NAD<supgt;+</supgt;，轉化速率為0.007μM/s～0.85μM/s，轉化效率為20％～100％；偶聯黃素基團的聚合物為黃素通過共價鍵與含有陽離子基團側基的聚合物偶聯的產物，產物分子中黃素基團與聚合物中的陽離子基團的摩爾比例為1：1～1:100，所述的聚合物由含陽離子基團的重復單元和其他重復單元組成，其中含氨基的重復單元的摩爾分數為5％～100％。相對于核黃素、黃素單核苷酸等含有黃素基團的生物分子，催化NADH氧化為NAD<supgt;+</supgt;的活性能夠提升至少50倍以上。

技術研發人員：王振剛
受保護的技術使用者：北京化工大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28