為了更加深入理解分子自組裝行為對生命活動的影響，超分子化學(xué)家設(shè)計了不同的納米組裝體系來精確模擬和控制生命體的運動過程。其中，微管作為細(xì)胞骨架的重要組成部分，在細(xì)胞有絲分裂過程中起到關(guān)鍵作用；而在分子水平上實現(xiàn)微管蛋白的聚合和解聚一直以來都是一項充滿挑戰(zhàn)的工作。
最近，南開大學(xué)化學(xué)學(xué)院劉育教授課題組將β-環(huán)糊精和偶氮苯基團分別修飾于紫杉醇分子上，利用紫杉醇分子骨架與微管蛋白的特異性結(jié)合能力，以及在紫外和可見光照射下偶氮苯分子與β-環(huán)糊精空腔可逆鍵合的性質(zhì)，來調(diào)控微管蛋白的聚集狀態(tài)，進(jìn)而影響細(xì)胞活性。光譜實驗表明，含有紫杉醇的偶氮苯分子在溶液中具有優(yōu)異的光致異構(gòu)性質(zhì)；掃描電鏡實驗發(fā)現(xiàn)，只有在反式偶氮苯修飾紫杉醇和β-環(huán)糊精修飾紫杉醇共同存在下，微管蛋白間才能發(fā)生明顯的聚合現(xiàn)象，同時微管蛋白的形貌由絲狀聚合物轉(zhuǎn)變成了粒徑較大的球狀納米粒子。通過對細(xì)胞染色進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，聚集后的微管廣泛分布在細(xì)胞中，能夠強烈改變細(xì)胞的形態(tài)并最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。該工作為調(diào)控生物大分子的聚集行為提供了一種新的策略。
該項研究得到了國家基金委和南開大學(xué)的資助。本項工作的第一作者是化學(xué)學(xué)院的張瀛溟博士，細(xì)胞實驗得到了生命科學(xué)學(xué)院喻其林博士的支持。值得一提的是，化學(xué)學(xué)院兩位本科生張薿元和肖奎也參與了重要的化學(xué)合成和性能表征的工作。相關(guān)成果發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 8649–8653，并被選為當(dāng)期的熱門文章（Hot Paper）。
