哈工大全媒体（梁英爽 任彤彤/文 任彤彤/图）近日，化工与化学学院教授、城乡水资源与水环境全国重点实验室成员韩晓军团队在人造细胞研究领域取得重要进展。团队运用含尿素循环途径的人造细胞实现氨解毒，相关成果以《构建含尿素循环途径的人造细胞用于氨解毒》（Construction of Artificial Cells with Urea Cycle Pathway for AmmoniaDetoxification）为题发表在《德国应用化学》（Angewandte ChemieInternational Edition）上。该成果为具有复杂代谢网络人造细胞的构建及其生物医学应用奠定了基础。
尿素循环途径是重要细胞代谢过程，将体内产生的有毒铵转化为无毒尿素，并排泄出以维持体内氮平衡。目前，在人造细胞中构建的代谢模拟途径是线性代谢途径而非循环代谢途径，限制了自主人造细胞的实现。在人造细胞内重建循环代谢途径仍是巨大挑战。
针对上述挑战，团队在人造细胞内实现了尿素循环途径的构建，并将构建的人造细胞用于氨解毒。该循环代谢途径以NH4HCO3为起点合成尿素，包括氨甲酰磷酸合成酶（CPS）、氨基甲酰磷酸合成酶（CPS）、鸟氨酸转羧淀粉酶（OTC）、精氨酸琥珀酸合成酶（ASSY）、精氨基琥珀酸裂解酶（ASL）和精氨酸酶（ARG）5种酶。在人造细胞中，120分钟内NH4HCO3转化成尿素的转化率为61.9%。该人造细胞被用于减少高铵浓度下施旺细胞、肝细胞、神经元细胞、星形胶质细胞的死亡，实现了细胞的解毒功能。
含尿素循环途径人造细胞的构建及其氨解毒
哈工大为论文唯一通讯单位。韩晓军教授、化工与化学学院李书彬副研究员为论文通讯作者，博士研究生任彤彤、硕士研究生刘栋梁为论文共同第一作者，赵晶晶副研究员、张祥祥副研究员、许文霞助理研究员、博士研究生史长鑫和王玮琛参与相关研究工作。
该研究工作获国家自然科学基金、黑龙江省自然科学基金重点项目资助。
论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202516955