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  上海科技大學(xué)鐘超課題組在新型蛋白涂層方面取得重要研究進(jìn)展，相關(guān)成果以“Conformable self-assembling amyloid protein coatings with genetically programmable functionality”為題，于5月20日在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《Science Advances》上在線發(fā)表。

  材料的表面改性在電子、生物醫(yī)藥、催化、紡織等工程和技術(shù)領(lǐng)域中扮演著重要的角色。涂層材料的使用是一種常見的材料表面改性技術(shù)。目前較為常見的涂層材料包括：聚電解質(zhì)、蛋白、聚多巴胺、聚多酚等。然而上述材料或多或少在共形性、普適性、穩(wěn)定性等方面的缺陷，因此應(yīng)用受到限制。生物大分子類（例如多糖、多肽、短肽或蛋白等）涂層材料因其較好的生物相容性、生物降解性和環(huán)境友好性而得到了廣泛的關(guān)注。在自然界中，細(xì)菌依靠生物被膜牢固的依附在各種基底表面（圖1）。以前的研究表明大腸桿菌的生物被膜富含CsgA淀粉樣蛋白納米纖維，這些纖維保證了生物被膜的機(jī)械強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)完整性以及基底粘附性。此外，近年來相關(guān)的研究表明，CsgA蛋白具備基因可編程性：即利用基因模塊化策略可將功能性多肽或者蛋白功能域融合到CsgA蛋白上，且不影響蛋白自組裝形成納米纖維（圖1）。

圖1 大腸桿菌生物被膜啟發(fā)淀粉樣蛋白納米纖維涂層

  基于此，鐘超課題組提出了基于大腸桿菌生物被膜CsgA蛋白的基因可編程功能涂層材料平臺(tái)。通過簡(jiǎn)單的溶液浸泡方式，即可以將該涂層材料應(yīng)用在多種材料基底（高分子、金屬氧化物和無機(jī)非金屬等）和不同形狀的界面上（平面，纖維和微流體孔道等）。進(jìn)一步通過基因工程技術(shù)，該涂層又可被賦予獨(dú)特的功能，例如固定功能蛋白，錨定納米顆粒等功能。此外，CsgA蛋白具備淀粉樣蛋白的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，因此這類涂層材料對(duì)有機(jī)試劑和高溫具有較好的耐受性。最后，針對(duì)這類涂層材料的應(yīng)用方法簡(jiǎn)單和功能靈活多樣等特點(diǎn)，課題組提出了一系列新穎的應(yīng)用，包括導(dǎo)電涂層、觸摸開關(guān)、多酶固定、微流體檢測(cè)芯片等（圖1）。本文開發(fā)的基于基因可編程自組裝淀粉樣蛋白涂層有望應(yīng)用于電子、生物催化、生物醫(yī)藥等，并為設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)新型涂層加工技術(shù)以及開發(fā)新型涂層材料提供了靈感與借鑒。

  本文第一作者為上科大物質(zhì)學(xué)院2015級(jí)博士生李穎風(fēng)，2017級(jí)博士生李柯為共同第一作者，通訊作者為鐘超研究員，上科大為第一完成單位。上科大物質(zhì)學(xué)院分析測(cè)試平臺(tái)和電鏡中心為材料表征給予了大力支持。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委以及上海市科委基金、上海市教委曙光計(jì)劃等項(xiàng)目的支持。

  文章鏈接：https://advances.sciencemag.org/content/6/21/eaba1425 

  注：鐘超研究員目前已正式入職中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院合成生物學(xué)研究所，課題組從事材料合成生物學(xué)交叉研究領(lǐng)域，正在招聘多名助研和博后, 具體招聘信息請(qǐng)見如下鏈接：http://isynbio.siat.ac.cn/zhonglab/join.php?id=8

  感興趣的人員請(qǐng)聯(lián)系：chao.zhong@siat.ac.cn

  更多課題組信息可見以下鏈接：http://isynbio.siat.ac.cn/view.php?id=166