蛋白质自组装及组装体结构调控与功能集成

研究生命体的自组装现象是认识自然和创造先进功能材料的重要手段，已经成为超分子科学研究创新的动力和新概念新思维的源泉之一。本课题提出以模拟生物酶功能为导向，以蛋白质自组装及组装体结构调控与多酶功能集成为目标，利用蛋白质自组装、配体辅助蛋白质自组装等策略构筑多层次、多维的具有重要应用前景的功能蛋白质组装体，建立制备蛋白质组装体的新技术和新方法。以组装体为基础，模拟抗氧化酶功能，获得多酶功能协同的酶组装体，实现多酶功能协同。运用各种现代技术和手段研究超分子组装体组装驱动力、弱相互作用的协同性、结构与功能关系及一般规律等基础科学问题。通过对自组装方法的优化实现对蛋白质组装体的结构调控，获得结构与功能可调控的蛋白质组装体，实现蛋白质组装体的可控制备。以构筑的多层次多酶组装体为基础，研究功能蛋白质组装体协同抗氧化能力与治疗重大疾病的关系，为开发高效抗氧化药物奠定基础。

本课题以模拟生物酶功能为导向，以蛋白质自组装及组装体结构调控与多酶功能集成为目标，利用蛋白质自组装等策略构筑了多层次、多维的具有谷胱甘肽过氧化物酶功能的蛋白质组装体，建立和发展多种了制备蛋白质组装体的新技术和新方法。以组装体为基础，模拟了抗氧化酶功能，并获得高效、高稳定性的多酶组装体，实现了多酶功能协同。运用计算机辅助设计、超分子自组装、基因工程等现代技术和手段研究了超分子组装体组装驱动力、弱相互作用的协同性及形成规律。通过对金属螯合、主客体诱导，天然蛋白自组装等方法的优化实现对蛋白质组装体的结构调控，实现了结构与功能可调控的蛋白质组装体，获得了构筑蛋白质组装体的一般规律。对酶功能化的蛋白质组装体在亚细胞水平进行了抗氧化能力的研究，证明该蛋白质纳米线具有高效抗细胞线粒体损伤功能。通过本项目研究，共发表SCI研究论文27篇，相关研究论文发表在Acc.Chem.Res；Chem. Soc.Review; J. Am. Chem. Soc.；Angew Chem 等杂志上。应Acc.Chem.Res主编邀请撰写综述, 阐述了分子识别与催化的关系，并以封面文章发表（Acc.Chem.Res. 2012，45，239-248，Invited Review Article, Front cover）。应邀在 Chem. Soc. Review杂志撰写了2篇关于超分子仿酶预组装研究领域的综述文章（Chem. Soc. Review, 2011, 40, 1171-1184，Chem. Soc. Review, 2012,41, 7890-7908）。撰写英文专著1部，详细综述了硒酶仿生领域的研究进展。参加国际国内会议10次，均为邀请报告。