近日,華東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院劉潤(rùn)輝教授課題組報(bào)道了利用絲綢工業(yè)中廢棄的天然資源——絲膠蛋白,在多種環(huán)境脅迫下實(shí)現(xiàn)對(duì)蛋白質(zhì)優(yōu)異的穩(wěn)定功能,提供單一保護(hù)劑無(wú)法實(shí)現(xiàn)的全面保護(hù)。該成果發(fā)表在中國(guó)化學(xué)會(huì)旗艦刊CCS Chemistry(《中國(guó)化學(xué)會(huì)會(huì)刊》)上。
圖片說(shuō)明:發(fā)現(xiàn)廉價(jià)絲膠蛋白具有穩(wěn)定蛋白質(zhì)的功能 據(jù)了解,蛋白質(zhì)被廣泛用作治療劑和生物催化劑,用于治療多種重大疾病和工業(yè)生產(chǎn)。然而,蛋白質(zhì)固有的不穩(wěn)定性使其在生產(chǎn)、制造、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和應(yīng)用過(guò)程中容易受到多種環(huán)境脅迫而發(fā)生構(gòu)象改變,從而嚴(yán)重?fù)p害了蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性和有效性并限制其應(yīng)用。因此,幫助蛋白質(zhì)保持構(gòu)象、阻止蛋白質(zhì)聚集以及促進(jìn)遭受環(huán)境壓力后蛋白質(zhì)的重新折疊對(duì)于保持蛋白質(zhì)的生物活性至關(guān)重要。 受晚期胚胎發(fā)生豐富(LEA)蛋白這一類具有高親水性且無(wú)明確結(jié)構(gòu)的特殊分子伴侶的啟發(fā),研究團(tuán)隊(duì)聚焦于來(lái)源于蠶絲外層的天然蛋白——絲膠蛋白,一種具有高度親水性和高無(wú)規(guī)卷曲含量的天然蛋白質(zhì)。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),絲膠蛋白具有類似分子伴侶的活性,在各種環(huán)境脅迫下(包括高溫、機(jī)械力、酸性條件、存在有機(jī)溶劑、冷凍干燥及反復(fù)凍融等)有效穩(wěn)定具有不同理化性質(zhì)的蛋白質(zhì),這是常用的單一保護(hù)劑所難以實(shí)現(xiàn)的。機(jī)制研究表明,絲膠蛋白通過(guò)與蛋白質(zhì)相互作用形成屏障來(lái)保護(hù)蛋白質(zhì)免受環(huán)境脅迫。值得一提的是,作為絲綢工業(yè)的副產(chǎn)物,絲膠蛋白不僅容易獲取、價(jià)格低廉,更具有優(yōu)異的生物相容性,這使其在蛋白質(zhì)藥物保存、生物制劑開(kāi)發(fā)和工業(yè)酶應(yīng)用等領(lǐng)域展現(xiàn)出獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。 |