近期來自吉林大學(xué)的研究人員分別與清華大學(xué)和中科院等處的研究人員在高分子結(jié)晶態(tài)分子間相互作用和RNA與蛋白質(zhì)間相互作用研究方面取得重要進展,。所獲得的跨學(xué)科研究新成果公布在著名的國際期刊《美國化學(xué)會志》（J. Am. Chem. Soc.）上，獲得了Nature Materials等多個雜志的推薦,。
參與領(lǐng)導(dǎo)相關(guān)研究的是吉林大學(xué)超分子結(jié)構(gòu)與材料國家重點實驗室張文科教授,，其早年畢業(yè)于吉林大學(xué)化學(xué)系，之后曾在德國慕尼黑大學(xué)應(yīng)用物理系,，英國諾丁漢大學(xué)藥學(xué)院,，英國諾丁漢大學(xué)生物分子科學(xué)中心進行學(xué)習(xí)工作，涉及面廣,，對于化學(xué),，物理和生物學(xué)均有涉及，主要研究興趣包括利用分子生物學(xué)的手段和方法來合成與DNA復(fù)制有關(guān)的蛋白質(zhì),，從單分子水平揭示復(fù)制過程發(fā)生的分子機理以及影響因素等多個方面,。
近期其研究組與所蘇朝暉、王倩等合作,，選取了煙草花葉病毒（TMV）為研究對象,，利用單分子力譜方法研究了其基因組RNA與蛋白質(zhì)外殼之間的相互作用。
對于核酸與蛋白質(zhì)的相互作用機理的研究有利于實現(xiàn)對許多重要生命過程,，如病毒感染及癌細胞生長的調(diào)控,。而研究生物體系中核酸與蛋白質(zhì)的相互作用對于準(zhǔn)確揭示它們之間的作用機理更具實際意義，但長期以來由于難以找到適當(dāng)方法獲得直接測量,，使得此研究進展緩慢,。
在這篇文章中，研究人員通過精細調(diào)控,，將TMV顆粒以豎直方式固定在固體基片表面,，然后利用AFM針尖與TMV內(nèi)部的RNA之間的物理吸附作用，將RNA基因組從其蛋白質(zhì)外殼中逐步提拉出來,，直接測得了RNA從其蛋白質(zhì)外殼上解組裝所需外力的大小,。該解組裝力隨著拉伸速率的增加而增大，隨著pH值的增加而降低,。研究還發(fā)現(xiàn),，解組裝的RNA在適宜條件下可以重新結(jié)合到其蛋白質(zhì)外殼上,。通過此研究他們將AFM單分子力譜方法拓展到復(fù)雜生物體系中核酸與蛋白質(zhì)相互作用的研究中，同時有望將該技術(shù)應(yīng)用到病毒感染機理的研究,。
另外這一研究組還與清華大學(xué)張希教授合作,，在國際上率先將原子力顯微鏡（AFM）的成像與單分子力譜巧妙地結(jié)合起來，建立了從單分子水平研究高分子單晶中聚合物鏈之間相互作用的方法,。以末端含巰基修飾的聚氧乙烯（PEO）單晶為模型體系,，先利用自晶種法從其稀溶液中制備出PEO單晶；接著利用金納米粒子與巰基之間化學(xué)吸附標(biāo)記巰基末端,，結(jié)合AFM成像來定位金納米粒子,；再利用雙巰基修飾的AFM針尖與特定的金納米粒子接觸，通過化學(xué)吸附形成橋連,。他們利用這種方法成功地實現(xiàn)了高分子鏈從其晶體中的單分子拉伸,，定量測量了高分子鏈間相互作用的強度。該研究拓寬了單分子力譜方法在高分子凝聚態(tài)研究中的應(yīng)用,，并可能用于單分子水平研究各種高分子的結(jié)晶行為,。（生物谷Bioon.com）
生物谷推薦原文出處：
Journal of the American Chemical Society DOI： 10.1021/ja108022h
Extracting a single polyethylene oxide chain from a single crystal by a combination of atomic force microscopy imaging and single-molecule force spectroscopy: toward the investigation of molecular interactions in their condensed states.
Liu Kai K,Song Yu Y,Feng Wei W,Liu Ningning N,Zhang Wenke W,Zhang Xi X,
A thiol-labeled single polyethylene oxide chain has been pulled out of its single crystal and the corresponding extraction force obtained quantitatively by a good combination of atomic force microscopy (AFM) imaging and AFM-based single-molecule force spectroscopy (SMFS). Our study extends the AFM-based SMFS to the investigation of polymer interactions in their condensed states (e.g., in polymer single crystals).
