《嵌段共聚物多級自組裝模擬分子伴侶的結構與功能》是依託南開大學，由史林啟擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：嵌段共聚物多級自組裝模擬分子伴侶的結構與功能
- 項目類別：重大研究計畫
- 項目負責人：史林啟
- 依託單位：南開大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
蛋白質摺疊與其生物活性和許多重大疾病的發生密切相關，是生物物理學的重要課題，通過分子伴侶介導蛋白質正確摺疊是已知的最有效的方法。本項研究通過溫度回響性聚合物在兩種嵌段共聚物組成的複合膠束表面進行精確可控的組裝，形成具有生物活性的疏水微區，模擬分子伴侶的結構與功能控制蛋白質的摺疊，用於保護酶的熱穩定性，當溫度升高時，酶分子的疏水鏈段伸展到外圍，與複合膠束相互作用，吸附在複合膠束的表面，限制其進一步聚集失活；降低溫度，複合膠束的疏水微區變為親水，酶分子從膠束表面解離，又恢復其活性，是一種方便高效的保護酶熱穩定性的方法。另外，許多疾病如Alzheimer's（老年痴呆）主要是Aβ蛋白聚集（錯誤摺疊）造成的，通過複合膠束模擬分子伴侶的功能，能在人體環境下與該類蛋白質結合，避免其聚集形成Aβ澱粉樣蛋白纖維，能緩解該類疾病的症狀,為預防和治療老年痴呆提供一種新的方法。
結題摘要
蛋白質的摺疊和解摺疊以及由此引發的無規聚集失活和纖維化是許多疾病背後的重要起因和現代生物工程所面臨的重要難題，如何減緩和防止此類現象的發生具有重要的科學意義和實際價值。自然界中主要採用分子伴侶來防止蛋白質的錯誤聚集和輔助其正確摺疊。 本項目中，我們通過介導複合膠束表面混合殼層的精確定量組裝，構建了一類與天然分子伴侶GroEL-GroES的核心結構非常相似的納米顆粒,提出和豐富了人工分子伴侶用於蛋白質保護的概念。主要在以下幾個方面展開了系統的研究。（1）基於複合膠束的人工分子伴侶對蛋白質熱穩定性的保護。 複合膠束人工分子伴侶通過在失活條件下吸附和防止解摺疊蛋白的無規聚集並在隨後的正常生理條件下釋放和輔助蛋白質摺疊的方式進行工作，能有效防止蛋白質的熱失活。（2）基於複合膠束的人工分子伴侶對蛋白包涵體的輔助復性。蛋白重組工程製備的功能蛋白質通常以無規聚集的非活性包涵體形式存在。通過在包涵體溶解體系中引入複合膠束分子伴侶，其表面的疏水微區可以將溶解和處於解摺疊狀態的包涵體蛋白吸附到其表面，隨後在正常生理條件下釋放並輔助包涵體蛋白進行正確摺疊，大大簡化包涵體的復性步驟。（3）基於複合膠束的人工分子伴侶對Aβ澱粉樣蛋白的聚集平衡的干擾和延緩聚集。Aβ蛋白的聚集纖維化是阿茲海默症(AD)的主要病理表象，我們從建立腦內Aβ蛋白產生與消除平衡機理的思想出發，利用複合膠束分子伴侶表面的疏水微區與其結合，從而極大地延緩這類蛋白的聚集成纖維的過程，降低Aβ42對神經細胞的毒性,加速Aβ及其低聚體的降解過程。 （4）仿生多酶納米複合物的構建及其套用。我們和合作單位在人工模擬自然界存在的複合多酶體系的結構與功能中取得了突破， 構建了具有特定空間結構的多酶納米複合物，可以用於有效防止過氧化氫的危害以及降低酒精對臟器的損害。本項目成員宓懷風和王瑩課題組則在蛋白質印跡聚合物作為抗體取代物來研究蛋白質間的相互作用和識別天然蛋白質的分子印跡聚合物納米粒子方面取得了進展。本項目基金計畫內容已經全部按計畫完成，大部分內容已經發表，在Nature Nanotechnology,Angewante Chemie, Biometerials等期刊上發表論文總計50多篇，部分結果得到了Nature Materials的亮點點評。
