基于蛋白纳米线定向自组装的新型纳米生物材料研究

朊病毒是一种淀粉样纤维蛋白，具有自组装成纳米线特性且结构致密稳定。基于此种纤维蛋白的纳米生物材料已成为研究热点，其自组装的可控化对纳米生物材料功能化和性能优化等研究有重要价值。Sup35蛋白是酿酒酵母朊病毒蛋白的一种，其自组装存在单向和双向两种形式，机制尚不清楚。申请人以Sup35蛋白为自组装元件成功构建了一种新型荧光蛋白纳米线传感器，检测灵敏度比未成线分子传感器提高约一万倍。本申请将继续深入探索Sup35蛋白体外单向和双向自组装成纳米线机制及其可控化；通过控制Sup35蛋白体外单向自组装，实现蛋白纳米线从基片向三维空间的可控有序生长，构建具有高密度和均质性的新型三维纳米生物材料，即蛋白"纳米森林"；将功能蛋白（碱性磷酸酶、甲基对硫磷水解酶和辣根过氧化物酶）分别与定向组装的蛋白纳米线连接，从而实现三维纳米生物材料的多功能基团搭载，为其以后应用到生物传感器、蛋白芯片及生物检测等方面奠定基础。

朊病毒是一种淀粉样纤维蛋白，具有自组装成纳米线特性且结构致密稳定。基于此种纤维蛋白的纳米生物材料已成为研究热点，其自组装的可控化对纳米生物材料功能化和性能优化等研究有重要价值。本项目以Sup35蛋白（一种酿酒酵母朊病毒蛋白）为研究材料，通过体外条件控制，实现了蛋白纳米线生长长度的控制，并在荧光显微镜和透射电镜下清晰观察到了生长到不同长度的蛋白纳米线；在此基础上深入探索了Sup35蛋白体外单向和双向自组装成纳米线机制及其可控化，实现了蛋白纳米线从基片向三维空间的可控生长，为其以后应用到生物传感器、蛋白芯片及生物检测等方面奠定基础；本研究还发现在组装体系中加入N端融合一些片段的Sup351-61单体蛋白，会使得组装体系中多数纳米线更倾向于单向生长。在此研究基础上构建了一个带开关肽的蛋白纳米线单体，能有效控制蛋白纳米线的生长，（阻断生长—恢复生长的控制），为这种蛋白纳米材料的以后有序化功能组装研究和提供了更好的基础。