蛋白等生物大分子的組裝在天然細(xì)胞中普遍存在。以蛋白組裝成人工類(lèi)細(xì)胞結(jié)構(gòu)，即原細(xì)胞，是當(dāng)前生物大分子自組裝研究中的一大挑戰(zhàn)。原細(xì)胞的構(gòu)建將不僅能幫助人類(lèi)探明在生命起源過(guò)程中非生命分子的作用過(guò)程，還可能獲得更高級(jí)的結(jié)構(gòu)和功能，在藥物遞送、組織工程、生物催化和生物傳感等領(lǐng)域取得應(yīng)用。在前期研究工作中，中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所的科研人員通過(guò)二肽和卟啉的協(xié)同自組裝創(chuàng)建了“多室”微球，該微球具備選擇性攝取外源物質(zhì)、光能捕獲和能量轉(zhuǎn)換等類(lèi)原細(xì)胞功能（Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 2366-2370）。
近日，該研究團(tuán)隊(duì)將二元組分協(xié)同自組裝的思路擴(kuò)展到了生物大分子體系。以人血清白蛋白和多聚賴(lài)氨酸為基元，通過(guò)靜電共組裝制備了一種新型的蛋白仿生原細(xì)胞結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了生物大分子仿生原細(xì)胞納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的突破。該設(shè)計(jì)的特點(diǎn)為仿生原細(xì)胞尺寸可以從納米到微米尺度高度可控，且形成的結(jié)構(gòu)粒徑分布均一。納米結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的原細(xì)胞能夠高效包載不同理化性質(zhì)的小分子和大分子模型藥物，并實(shí)現(xiàn)其細(xì)胞內(nèi)的有效遞送；在類(lèi)細(xì)胞溶酶體的環(huán)微境中，原細(xì)胞表現(xiàn)出pH和氧化還原雙重刺激響應(yīng)性，趨于解組裝，從而實(shí)現(xiàn)細(xì)胞內(nèi)的控制釋放。上述研究結(jié)果表明納米結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的蛋白仿生原細(xì)胞可作為理想的多功能載體，在未來(lái)的生物學(xué)診斷和治療方面有著廣闊的應(yīng)用前景。
該研究得到了中國(guó)科學(xué)院、中組部和國(guó)家自然科學(xué)基金委的大力支持。相關(guān)成果發(fā)表于Chem.Eur.J.2014,20,6880–6887，并被選為卷首插頁(yè)進(jìn)行了亮點(diǎn)報(bào)道。
用于藥物遞送的蛋白仿生原細(xì)胞
