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| 中國海洋大學在生物大分子的組裝遞送領域取得新進展 |
| http://www.szphoebest.com 2025年10月18日 來源：華禹教育網(wǎng) |
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近日，中國海洋大學醫(yī)藥學院、海洋藥物教育部重點實驗室姜帥教授課題組在生物大分子的組裝遞送領域取得新進展，相關成果分別發(fā)表于國際知名學術期刊Angewandte Chemie International Edition（《德國應用化學》）和Advanced Science（《先進科學》）。
生物大分子的安全、可控遞送對于合成生物學和藥物遞送領域具有重要意義。天然細胞通過多種功能模塊的精確組裝，實現(xiàn)內部過程的自主協(xié)調以執(zhí)行復雜生理活動。其中，能量供應模塊（如產生三磷酸腺苷（ATP）的線粒體）對維持細胞代謝至關重要。研究團隊設計了一種具備自增強質子生成能力的人造線粒體（圖1a），其中CAT可快速分解有毒中間體H₂O₂生成O₂，促進GOx的催化循環(huán)，顯著提升質子產率并建立穩(wěn)健的跨膜質子梯度以驅動ATP合成。與既有GOx驅動系統(tǒng)（ΔpH≈0.5）、g-C₃N₄光催化系統(tǒng)（ΔpH≈1.2）及金納米顆粒-酸性磷酸酶系統(tǒng)（ΔpH≈0.7）相比，該體系可實現(xiàn)更強的質子驅動力（ΔpH≈1.4）（圖1b）。將該人工線粒體嵌入巨型囊泡后，可在人工細胞內實現(xiàn)以葡萄糖為底物的ATP自供驅動NADH合成（圖1c），展現(xiàn)出高效的能量轉換與代謝耦聯(lián)能力。該人造能量模塊為實現(xiàn)自主能量供給的人工生命系統(tǒng)奠定了基礎，并為自下而上的合成生物學發(fā)展提供了新的策略平臺。
圖1.自主能量供應人工細胞的構建及其在 NADH 生物合成中的應用示意圖
納米藥物在體內遞送過程中不可避免地與血液蛋白相互作用，形成的“蛋白冠”顯著影響其在體內的分布及免疫反應。目前研究主要聚焦于納米顆粒理化性質對蛋白冠的影響，但體內復雜且動態(tài)變化的生理微環(huán)境如何調控蛋白冠演化仍缺乏系統(tǒng)研究。納米顆粒從血液（pH 7.4）進入腫瘤組織（pH≈6.5），再到細胞內溶酶體（pH 4.5-5.5）的過程中，pH的持續(xù)變化會影響蛋白質在顆粒表面的吸附、解離及構象轉變，進而驅動蛋白冠的動態(tài)重塑。研究發(fā)現(xiàn)，在酸性環(huán)境下顆粒表面蛋白吸附量顯著增加并伴隨蛋白構象展開，促進了巨噬細胞（RAW264.7、dTHP-1）和腫瘤細胞（A549）對納米顆粒的攝取（圖1）。蛋白組學分析顯示，酸性條件下蛋白冠中補體C3和免疫球蛋白含量下降，而調控性蛋白C4BPA及載脂蛋白（ApoA1、ApoE）富集，這一組成變化在增強細胞內吞的同時顯著抑制了ROS生成與炎癥因子（IL-1β、TNF-α、IL-6）的分泌，實現(xiàn)了“高攝取、低炎癥”的雙重調控效應。該研究系統(tǒng)闡明了pH驅動的蛋白冠動態(tài)重塑機制，及其對免疫識別和細胞互作的深遠影響。
圖2.生理pH變化對蛋白冠演化及其介導的細胞攝取和炎癥反應的調控作用
圖3.姜帥課題組合影（第三排中間為姜帥老師）
中國海洋大學為上述論文的第一通訊單位，醫(yī)藥學院姜帥教授、食品科學與工程學院毛相朝教授和德國馬普高分子所Katharina Landfester教授分別為文章共同通訊作者，海大博士生葛雨婷、付芳琴和碩士生胡雪梅分別為文章第一（含共同）作者，相關工作得到了國家自然科學基金、山東省重點研發(fā)計劃、山東省優(yōu)青（海外）以及泰山學者等項目的支持。
文章鏈接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202514980
https://doi.org/10.1002/advs.202502788
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