科學家發明將蛋白淀粉樣纖維應用為生物納米材料的新方法

　　6月1日，納米科學期刊ACS Nano 在線發表了中國科學院生物物理研究所柯莎（Sarah Perrett）課題組題為Enzymatically Active Microgels from Self-Assembling Protein Nanofibrils for Microflow Chemistry 的研究成果，發展了將蛋白淀粉樣纖維應用為生物納米材料的新方法。

　　淀粉樣纖維是蛋白或多肽自發組裝形成的一種高度有序的纖維狀聚集體，不僅與哺乳動物的神經退行性疾病相關，而且也會參與生物體正常生理功能。多年來，柯莎課題組致力于研究淀粉樣纖維的形成以及傳播機制。同時，柯莎課題組也開展了淀粉樣纖維作為生物材料的應用研究，因為淀粉樣纖維作為一種由蛋白自發組裝形成的有序聚集體，具有良好的穩定性和形態多樣性，體現出良好的生物納米材料特性。

　　微凝膠作為一種微米尺寸的三維網狀膠體顆粒，具有獨特而重要的應用價值。在生物醫學領域，微凝膠可以被應用為藥物的運輸和緩釋載體，也可以被制備成微型生物反應器，還可以被應用到組織修復中等。然而，目前對于微凝膠的制備，還主要集中于利用化學有機分子形成的高聚物，應用于生物醫學領域時，難以克服生物相容性和可生物降解等問題。通常來講，利用生物體內天然存在的大分子制備凝膠能夠更好地模擬生物體條件或不引起強烈的免疫排斥。

　　在之前的研究中，柯莎組已經利用酵母淀粉樣性質蛋白Ure2作為納米骨架分子，實現了活性酶分子在淀粉纖維表面的高效固定化展示。基于此研究，柯莎組結合微流控技術，將融合有活性酶分子的Ure2蛋白制備成均一的微米液滴，通過蛋白在液滴內自發組裝形成淀粉樣纖維，制備出結構和性質良好的微凝膠，并具有相應生物酶活性。與傳統的以化學有機分子為材料制備的微凝膠相比，蛋白微凝膠或具有更好的生物醫學應用前景。

　　該研究成果為柯莎課題組與英國劍橋大學化學系TuomasKnowles課題組合作完成，柯莎課題組博士生周曉明和英國劍橋大學Knowles課題組博士后Ulyana Shimanovich為文章共同第一作者，柯莎組副研究員吳思為參與者。柯莎為論文共同通訊作者，中科院生物物理研究所為第一單位。該研究得到了國家自然科學基金委和科技部“973”項目的資助。

圖示：由Ure2淀粉樣纖維制備的生物酶活性微凝膠