AFM单分子力谱研究典型超分子体系的组装及解组装过程

AFM单分子力谱方法是近年发展起来的研究分子间、分子内弱相互作用的一种有效的实验技术。已经在单分子层面揭示了许多重要生物及化学过程的机理，比如蛋白质的折叠及解折叠。如何将其发展成可以实时检测自组装过程并用于研究复杂自组装体系中的弱相互作用及协同效应等的实验方法具有重要的科学意义及很强的挑战性。本项目拟选取烟草花叶病毒（TMV）及聚合物单晶为模型体系，建立AFM单分子力谱实时跟踪TMV衣壳蛋白与RNA的组装过程以及检测聚合物单晶中的弱相互作用及协同效应的实验方法，并尝试揭示相关病毒的组装机理、深化人们对聚合物结晶这一特殊的超分子组装过程的认识。这些研究将有利于人们更好地理解并调控相关自组装过程。

本项目以烟草花叶病毒（TMV）和聚合物单晶为模型体系，探索了AFM单分子力谱在研究这两种超分子聚集体的组装结构及组装与解组装过程中的应用。首先系统研究了基于巯基-金相互作用的偶联化学的影响因素（包括金表面的氧化、还原态，反应时间，反应介质等），为调控巯基-金的结合强度奠定了基础。该结果随后被用于TMV病毒及单晶中蛋白质及聚合物链的固定与偶联。实现了高分子常规片晶及螺旋晶组装体中高分子折叠结构的单分子表征，为螺旋晶的形成机理的揭示及理论模型的建立提供了一手资料，同时还建立了单分子水平监测聚合物结晶过程的实验方法。揭示了TMV病毒在感染初期的解组装机理并发展了实时跟踪病毒RNA从其衣壳蛋白上解组装的单分子实验方法，相关技术可以用于其它管状病毒的研究。