刘俊秋教授团队在ACS Macro Letters上发表关于设计构建超大荧光蛋白二维组装体的研究成果

近日，材化学院刘俊秋教授团队开展的构建超大荧光蛋白二维组装体研究取得进展，研究工作“Construction of Ultralarge Two-Dimensional Fluorescent Protein Arrays via a Reengineered Rhodamine B-Based Molecular Tool”发表在国际期刊ACS Macro Letters. 2021,10，307（一区，影响因子IF,6.042）。

生物大分子组装是超分子组装重要的研究方向。绿色荧光蛋白（EGFP）作为一种具有独特自发光性质的天然生物大分子，自被发现以来就受到了科学界的高度关注，并被成功发展成为探索生物结构和功能的重要工具。然而由于其具有高度不对称的表面结构和化学异质性，就组装而言具有设计难度高、组装难以操控等缺点，因此在蛋白质组装和功能化应用领域发展缓慢。

为了解决这一问题，作者设计、合成了马来酰亚胺功能化的罗丹明B分子，发展了一种简捷、高效的控制蛋白组装行为的策略，成功构建了纳米乃至微米级高度有序的荧光蛋白二维组装体。通过在EGFP的腰部选择合适位点设计一组近C4对称的半胱氨酸，为蛋白质提供径向生长的趋势。在此基础上利用位点特异性的化学修饰和罗丹明B π-π堆积作用协同，实现了EGFP的精确自组装。受串联模式的影响，组装全程在热力学驱动下进行。在低蛋白质浓度下条件下，EGFP自组装形成高度有序的单层纳米片；在中等浓度条件下，形成微米级的大型二维膜结构；在高浓度条件下，生成了完美的带状组装体。这些微米级的二维组装体不仅具有高度有序的微观结构，还具有令人印象深刻的柔性，这不禁让我们联想到天然S层，因此该组装结构具有潜在的应用前景。此外，合成的RhG₂M分子可以作为一种普适的分子工具修饰于蛋白质表面的任意位点，这一特点也为蛋白质工程化组装提供了可能。

我院刘俊秋教授为该论文的通讯联系人，李秀梅博士为第一作者。该研究团队在蛋白质组装研究领域已连续发表多篇高水平研究论文（Chem. Rev. 2016, 116, 13571-13632；Chem. Soc. Rev., 2016, 45, 2756-2767；ACS Nano 2019, 13, 1861−1869；Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 13536–13539；Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 5590 –5593；J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 10966−10969）。

论文链接：https://dx.doi.org/10.1021/acsmacrolett.0c00805