蛋白多肽，是生物體內(nèi)至關(guān)重要的組成部分，它在各種生命活動中起著至關(guān)重要的作用，具有抗衰老、抗氧化、抗過敏、抗微生物、抗血栓及促進細胞活性等營養(yǎng)和生物學(xué)功能。同時蛋白多肽還可以自組裝成納米粒子，參與到生物檢測、藥物遞送、組織工程中，具有廣闊的應(yīng)用前景，因而受到科研界廣泛關(guān)注。
從動物組織直接提取功能蛋白面臨成分復(fù)雜、單體分離較難、提取工藝復(fù)雜、成本昂貴、批次質(zhì)量不穩(wěn)定、蛋白難以溶解（膠原蛋白在強酸下才能溶解）等難題，并且存在攜帶病毒、病原體等安全隱患。因此，通過構(gòu)建綠色、高效的微生物細胞工廠定制特定功能的重組蛋白來替代動物提取勢在必行。目前國內(nèi)重組蛋白市場巨大，僅重組膠原蛋白市場規(guī)模在2022年就已增至185億元。但多數(shù)生物活性蛋白如膠原蛋白需要形成穩(wěn)定的超分子結(jié)構(gòu)才能有著較好的生物活性，目前國內(nèi)外主要以生產(chǎn)膠原蛋白片段為主，結(jié)構(gòu)、活性完整的功能蛋白生產(chǎn)仍然是業(yè)內(nèi)難題。
近日，江南大學(xué)生物工程學(xué)院吳俊俊教授課題組聯(lián)合周景文教授、陳堅院士團隊在國際權(quán)威期刊《Advanced Materials》（影響因子：29.400）上發(fā)表題為“A general and convenient peptide self-assembling mechanism for developing supramolecular versatile nanomaterials based on the biosynthetic hybrid amyloid-resilin protein”（DOI: 10.1002/adma.202304364）的學(xué)術(shù)論文。該研究通過將合成生物學(xué)與計算生物信息學(xué)、超分子化學(xué)、納米技術(shù)進行多學(xué)科交叉融合，首次創(chuàng)造出的超強細胞修復(fù)蛋白——超分子彈性蛋白，效果優(yōu)于目前所有商業(yè)化重組蛋白，這是目前唯一的一款同時具有大分子透明質(zhì)酸、膠原蛋白、彈性蛋白、貽貝蛋白等諸多明星分子特性的新型功能蛋白。該蛋白同時具有活性位點外露的超分子結(jié)構(gòu)（有利于蛋白活性的發(fā)揮）、強大保水特性、低分子量易吸收（保水特性好于目前的大分子透明質(zhì)酸，僅僅1%的濃度即可形成水凝膠，但分子量。幾百萬道爾頓 vs 幾萬道爾頓））、具備強效水下黏附特性（黏附效果優(yōu)于貽貝蛋白，有利于蛋白持續(xù)發(fā)揮作用）、促進細胞粘附、增殖和分化、促進細胞損傷修復(fù)(修復(fù)效果優(yōu)于目前的三型膠原蛋白和層粘黏蛋白）等優(yōu)良特性，因而具有超強的細胞修復(fù)能力。
本論文主要解決了以下難題：
2.如何獲得具有穩(wěn)定超分子結(jié)構(gòu)的功能蛋白一直為業(yè)界難題，當前多數(shù)功能蛋白如膠原蛋白或貽貝蛋白均需要通過酶學(xué)修飾獲得理想結(jié)構(gòu)，不僅存在著成本高、效率低等問題，上述共價修飾還易導(dǎo)致蛋白活性位點發(fā)生變化進而影響其功能；本研究發(fā)現(xiàn)將超分子自組裝機制與彈性蛋白相結(jié)合，創(chuàng)造出的超分子彈性蛋白只需要通過靜置即可獲得穩(wěn)定的超螺旋結(jié)構(gòu)，并且本研究的超螺旋結(jié)構(gòu)是由超分子力自組裝而成，不僅不會改變蛋白活性，還會賦予超分子蛋白結(jié)構(gòu)穩(wěn)定以及活性提高等特性。
3.本文創(chuàng)造的超分子彈性蛋白有著獨特的黏濕性特征，該蛋白遇水即粘，僅10mg的蛋白可粘附的起500g的砝碼，在生物止血上有著重要應(yīng)用前景。
4. 本文創(chuàng)造出的超分子彈性蛋白，同時具有大分子透明質(zhì)酸、膠原蛋白、彈性蛋白、貽貝蛋白等各個明星分子的特性。這是目前唯一的一款同時具有強大持水特性、低分子量易吸收（持水特性好于目前的大分子透明質(zhì)酸，但分子量小（幾百萬道爾頓 vs 幾萬道爾頓））、促進細胞粘附和活性、促進細胞損傷修復(fù)(效果好于目前的三型膠原蛋白和層粘黏蛋白）的新型彈性功能蛋白，具有極強的細胞修復(fù)特性。
原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202304364
本文第一/共同通訊作者吳俊俊教授簡介：
吳俊俊，江南大學(xué)生物工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，加州大學(xué)伯克利分校訪問學(xué)者(合作導(dǎo)師：合成生物學(xué)研究中心，美國工程院院士Jay Keasling)，江南大學(xué)與華盛頓大學(xué)圣路易斯分校聯(lián)合培養(yǎng)博士,師從陳堅院士。先后獲得國家優(yōu)秀青年基金、江蘇省杰出青年基金、江蘇省科協(xié)"青年科技人才托舉工程"培養(yǎng)對象、江蘇省“青藍工程”優(yōu)秀青年骨干教師等資助。擔任南京市微生物學(xué)會理事，南京市食品中級職稱委員會委員，國家自然科學(xué)基金通訊評審專家，F(xiàn)rontiers in Bioengineering and Biotechnology的評審編輯。主要從事通過整合交叉合成生物學(xué)、計算生物信息學(xué)、化學(xué)工程及材料學(xué)、納米學(xué)等多學(xué)科，構(gòu)建微生物資源分析工作站、天然產(chǎn)物/人造新功能蛋白設(shè)計-高通量篩選與制造-功能驗證-規(guī)；a(chǎn)平臺，聚焦新一代功能食品、功能蛋白材料及蛋白藥物的大規(guī)模綠色生物智造核心技術(shù)。共主持國家級和省部級科研項目十余項，以第一作者/通訊作者身份在Advanced Materials、Nature communications、Metabolic Engineering等期刊發(fā)表多篇SCI論文。
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