复旦大学陈国颂教授特约专论：诱导配体--蛋白质组装新策略

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分子自组装是指构筑基元在非共价作用下自发形成有序结构的过程。近年来，分子自组装特别关注应用复杂组装基元模拟体内生命过程的研究。其中，利用蛋白质作为组装基元构筑组装体的相关研究一方面可提升我们对于生命活动相关的蛋白质自组装的认知，同时更有助于人工构建媲美自然的蛋白质基先进功能材料。然而，由于蛋白质组装基元自身的结构复杂性和构象多样性等特点，具有规则结构的人工蛋白质组装体仍然是富有挑战性的难题。

复旦大学陈国颂教授课题组回顾和总结了该课题组所提出的“诱导配体”蛋白质组装新策略(图1)。首先简要叙述文献中蛋白质组装方向的研究进展，继而介绍诱导配体策略产生的背景和主要思路，重点讨论利用诱导配体策略获得的蛋白质组装体的结构、形貌及功能，最后展望该策略的发展前景。

图1 诱导配体通过π-π堆积相互作用和凝集素-糖相互作用协同诱导蛋白质精准组装成有序结构

人工设计合成的诱导配体可通过罗丹明B分子之间的π-π堆积相互作用以及蛋白与小分子配体之间的凝集素-糖相互作用的协同，诱导蛋白质精准组装成有序结构。多种形貌规整的蛋白质组装体通过这种策略被制备出来，包括一维纳米纤维、螺旋管、二维纳米片、三维蛋白晶体等。更为重要的是，诱导配体策略中的现有的相互作用可被蛋白质-配体相互作用、多种超分子相互作用(包括金属配位作用等)、共价连接等替代，进一步开拓了该策略的适用范围。在未来，我们仍需要拓展功能性蛋白组装基元并充分探索其它超分子作用的应用；通过基因工程与合成生物学等技术，结合计算机程序辅助的蛋白基元设计改造；将诱导配体策略拓展到耗散自组装、微纳米机器人设计、疾病相关蛋白质组装等领域，从而深入探究自然界中的蛋白质组装机理并设计可与自然媲美的基于蛋白质组装的先进功能材料。上述工作以专论形式在《高分子学报》2021年第8期“庆祝沈家骢院士90华诞专辑”印刷出版，第一作者为博士生张智，通讯作者为复旦大学陈国颂教授。该项工作得到国家自然科学基金(基金号51721002, 21861132012)资助。

原文链接：

https://dx.doi.org/10.11777/j.issn1000-3304.2021.21059

来源：高分子学报

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