上海有機(jī)所在淀粉樣蛋白質(zhì)納米材料中取得進(jìn)展
淀粉樣聚集體是蛋白質(zhì)/多肽高度有序自組裝排列形成的復(fù)合體。其產(chǎn)生不僅與多種人類重大疾病（如阿爾茲海默癥、漸動(dòng)人癥及帕金森癥等）密切相關(guān)，也直接參與到多個(gè)重要的生物學(xué)過(guò)程（如長(zhǎng)程記憶、激素的調(diào)控及細(xì)胞壞死等）中。除了其重要的病理及生理作用外，淀粉樣聚集體由于其結(jié)構(gòu)的高度有序性、穩(wěn)定性及生物相容性，以及自組裝過(guò)程的可操控性等優(yōu)點(diǎn)，為生物納米材料的設(shè)計(jì)提供了重要的天然超分子骨架結(jié)構(gòu)。如何能夠準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)出具有特定結(jié)構(gòu)及功能的淀粉樣生物納米材料成為新興的研究熱點(diǎn)。
上海有機(jī)所中國(guó)科學(xué)院生物與化學(xué)交叉研究中心劉聰課題組與上海應(yīng)用物理研究所張益、胡鈞課題組，以及復(fù)旦大學(xué)韋廣紅課題組合作在《美國(guó)科學(xué)院院刊》（Proc Natl Acad Sci USA, 2015, 112, 2996-3001）發(fā)表了題為“Tunable assembly of amyloid-forming peptides into nanosheets as a retrovirus carrier”（可控功能性淀粉樣納米片的設(shè)計(jì)及其在病毒轉(zhuǎn)染中的應(yīng)用）的研究論文。該文章報(bào)道了由阿爾茲海默癥關(guān)鍵蛋白Abeta核心肽段自組裝形成的全新淀粉樣聚集體的發(fā)現(xiàn)、結(jié)構(gòu)表征和基于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的蛋白質(zhì)納米材料在病毒轉(zhuǎn)染中的應(yīng)用。
研究團(tuán)隊(duì)首次發(fā)現(xiàn)了源自阿爾茲海默癥關(guān)鍵蛋白Abeta的聚集核心多肽能形成獨(dú)特的巨型淀粉樣納米片層結(jié)構(gòu)。通過(guò)多種生物物理學(xué)及計(jì)算機(jī)輔助模擬等方法，揭示獨(dú)特片層形成的原子結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。基于結(jié)構(gòu)信息，通過(guò)定點(diǎn)嵌入功能性氨基酸設(shè)計(jì)制備出一系列具有提高病毒轉(zhuǎn)染效率的功能性淀粉樣片層納米材料（其效率是商業(yè)化病毒轉(zhuǎn)染試劑的二至三倍）。進(jìn)一步通過(guò)設(shè)計(jì)得到多個(gè)具有形成淀粉樣納米片層結(jié)構(gòu)能力的全新人工多肽序列，為淀粉樣片層結(jié)構(gòu)更廣泛的設(shè)計(jì)及應(yīng)用提供了重要的基礎(chǔ)。該工作為淀粉樣聚集體結(jié)構(gòu)的多樣性提供了重要的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，為基于淀粉樣生物納米材料原子結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)和全新應(yīng)用提供了方法學(xué)的依據(jù)和成功的范例。
劉聰課題組的代彬博士和李丹博士為本文共同第一作者。其他作者還包括復(fù)旦大學(xué)的郗文輝和韋廣紅博士，應(yīng)物所的張益和胡鈞博士，交叉中心羅芳、張翔、鄒曼及王文元博士以及國(guó)家蛋白質(zhì)中心的曹密。劉聰、張益及韋廣紅博士為共同通訊作者。該工作得到了科技部863計(jì)劃青年科學(xué)家專題、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)及中國(guó)博士后基金等的大力資助。
論文鏈接：http://www.pnas.org/content/112/10/2996.full.pdf
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