近日，在中國科學院,、科技部和國家自然科學基金委的支持下,，膠體、界面與化學熱力學院重點實驗室的研究人員與德國馬普膠體界面研究所合作在生物分子馬達的分子組裝方面取得新進展,，研究工作發(fā)表在近期出版的Angew. Chem. Int. Ed. (2007, 46, 6996-7000) 上,。借助活性生物分子或結構單元的特殊功能，利用分子組裝的方法設計與制造出與其組成或結構相似的仿生體系,，將其直接應用于生物體中作為藥物載體,、疾病診斷與治療或構建新的生物納米器件，是當前納米生物技術研究領域的國際前沿與熱點,。
該研究組在前期工作中利用“自組裝”和“層層組裝” 技術在仿生膜的分子組裝方面曾取得階段成果(Angew. Chem. Int. Ed. 40 (2001) 891,；Chem. Eur. J., 9 (2003) 2589；,；Soft Matter 1 (2005) 259; Biomacromolecules 7 (2006) 580),；Biochem. Biophys. Res. Comm. 354 (2007)357,。他們利用分子組裝的方法和分子仿生的概念，在流體表面或生物基質(zhì)中,，進行仿生物膜結構的有序組裝,，通過對組裝膜的結構與功能進行調(diào)控，使組裝體系在某種程度上具有生物膜的功能,。這些組裝的仿生體系在作藥物和基因的輸送與可控釋放方面有潛在的應用前景(Chem. Eur. J., 10 (2004) 5848,；Biomaterials 28 (2007) 3083；Angew. Chem. Int. Ed. 46 (2007) 2431),。
在上述工作的基礎上,，研究人員首先利用層層組裝技術制備了尺寸和滲透性可控的中空聚電解質(zhì)微膠囊，然后利用分子組裝技術將從植物中提取的生物分子馬達(ATP酶)組裝到磷脂修飾的微膠囊上,。研究表明組裝后的體系使ATP酶保留其生物活性,，通過改變體系的pH值控制跨膜質(zhì)子流的梯度與強度，進而控制體系中ATP的合成,。同時組裝的中孔聚電解質(zhì)微膠囊可用作合成ATP的生物存儲器,。當體系需要能量時，ATP能夠從微膠囊中釋放出來,，并且釋放ATP的量可通過改變組裝微膠囊的性質(zhì)調(diào)控,。該研究工作所建立的新的活性分子仿生體系，有助于進一步幫助研究ATP酶在生物體系中的功能以及構造新的納米生物器件,。
原始出處:
Angew. Chem. Int. Ed. (2007, 46, 6996-7000)
Adenosine Triphosphate Biosynthesis Catalyzed by FoF1 ATP Synthase Assembled in Polymer Microcapsules
Li Duan, Dr. 1, Qiang He, Dr. 1 2, Kewei Wang, Dr. 1, Xuehai Yan, Dr. 1, Yue Cui, Dr. 1, Helmuth Möhwald, Prof. Dr. 2, Junbai Li, Prof. Dr. 1 *
1Beijing National Laboratory for Molecular Sciences (BNLMS), International Joint Lab, Key Lab of Colloid and Interface Sciences, Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100080, China, Fax: (+86) 10-8261-2629
2Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung, 14476 Golm/Potsdam, Germany
email: Junbai Li ([email protected])
*Correspondence to Junbai Li, 1Beijing National Laboratory for Molecular Sciences (BNLMS), International Joint Lab, Key Lab of Colloid and Interface Sciences, Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100080, China, Fax: (+86) 10-8261-2629
This work was financially supported by the National Nature Science Foundation of China (NNSFC grant nos. 20520130213, 20403022, and 90206035) and the Chinese Academy of Sciences, as well as the German Max Planck Society collaboration project.
Funded by:
National Nature Science Foundation of China; Grant Number: 20520130213, 20403022, 90206035
Chinese Academy of Sciences
Max Planck Society
Keywords
lipids ?microcapsules ?molecular motors ?nucleotides ?synthases
