《应用化学》－中科院化学所－生物分子马达组装

近日，在中国科学院、科技部和国家自然科学基金委的支持下，胶体、界面与化学热力学院重点实验室的研究人员与德国马普胶体界面研究所合作在生物分子马达的分子组装方面取得新进展，研究工作发表在近期出版的德国《应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed. (2007, 46, 6996-7000)） 上。借助活性生物分子或结构单元的特殊功能，利用分子组装的方法设计与制造出与其组成或结构相似的仿生体系，将其直接应用于生物体中作为药物载体、疾病诊断与治疗或构建新的生物纳米器件，是当前纳米生物技术研究领域的国际前沿与热点。
 
该研究组在前期工作中利用“自组装”和“层层组装” 技术在仿生膜的分子组装方面曾取得阶段成果(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。他们利用分子组装的方法和分子仿生的概念，在流体表面或生物基质中，进行仿生物膜结构的有序组装，通过对组装膜的结构与功能进行调控，使组装体系在某种程度上具有生物膜的功能。这些组装的仿生体系在作药物和基因的输送与可控释放方面有潜在的应用前景(Chem. Eur. J., 10 (2004) 5848；Biomaterials 28 (2007) 3083；Angew. Chem. Int. Ed. 46 (2007) 2431)。
 
在上述工作的基础上，研究人员首先利用层层组装技术制备了尺寸和渗透性可控的中空聚电解质微胶囊，然后利用分子组装技术将从植物中提取的生物分子马达(ATP酶)组装到磷脂修饰的微胶囊上。研究表明组装后的体系使ATP酶保留其生物活性，通过改变体系的pH值控制跨膜质子流的梯度与强度，进而控制体系中ATP的合成。同时组装的中孔聚电解质微胶囊可用作合成ATP的生物存储器。当体系需要能量时，ATP能够从微胶囊中释放出来，并且释放ATP的量可通过改变组装微胶囊的性质调控。该研究工作所建立的新的活性分子仿生体系，有助于进一步帮助研究ATP酶在生物体系中的功能以及构造新的纳米生物器件。

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中科院化学所生物分子马达组装取得新进展

生物通

借助活性生物分子或结构单元的特殊功能，利用分子组装的方法设计与制造出与其组成或结构相似的仿生体系，将其直接应用于生物体中作为药物载体、疾病诊断与治疗或构建新的生物纳米器件，是当前纳米生物技术研究领域的国际前沿与热点。来自中科院化学所的消息，化学所胶体、界面与化学热力学院重点实验室的研究人员与德国马普胶体界面研究所合作在生物分子马达的分子组装方面取得新进展，研究工作发表在近期出版的Angew.  Chem.  Int.  Ed.  (2007,  46,  6996-7000)  上。

借助活性生物分子或结构单元的特殊功能，利用分子组装的方法设计与制造出与其组成或结构相似的仿生体系，将其直接应用于生物体中作为药物载体、疾病诊断与治疗或构建新的生物纳米器件，是当前纳米生物技术研究领域的国际前沿与热点。

该研究组在前期工作中利用“自组装”和“层层组装”  技术在仿生膜的分子组装方面曾取得阶段成果(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。他们利用分子组装的方法和分子仿生的概念，在流体表面或生物基质中，进行仿生物膜结构的有序组装，通过对组装膜的结构与功能进行调控，使组装体系在某种程度上具有生物膜的功能。这些组装的仿生体系在作药物和基因的输送与可控释放方面有潜在的应用前景(Chem.  Eur.  J.,  10  (2004)  5848；Biomaterials  28  (2007)  3083；Angew.  Chem.  Int.  Ed.  46  (2007)  2431)。

在上述工作的基础上，研究人员首先利用层层组装技术制备了尺寸和渗透性可控的中空聚电解质微胶囊，然后利用分子组装技术将从植物中提取的生物分子马达(ATP酶)组装到磷脂修饰的微胶囊上。研究表明组装后的体系使ATP酶保留其生物活性，通过改变体系的pH值控制跨膜质子流的梯度与强度，进而控制体系中ATP的合成。同时组装的中孔聚电解质微胶囊可用作合成ATP的生物存储器。当体系需要能量时，ATP能够从微胶囊中释放出来，并且释放ATP的量可通过改变组装微胶囊的性质调控。该研究工作所建立的新的活性分子仿生体系，有助于进一步帮助研究ATP酶在生物体系中的功能以及构造新的纳米生物器件。

胶体与界面科学实验室成立于1998年, 1999年进入化学所分子科学中心，2002年晋升为中科院重点实验室, 2003年胶体与界面科学实验室与化学热力学室合并，更名为中国科学院化学研究所胶体界面与热力学重点实验室。几年来，主持和承担了国家973、863、基金委重大和重点项目、国家“杰出青年科学基金”、中国科学院“百人计划”、中国科学院知识创新方向性项目等 27项；承担了德国马普学会、DFG及欧共体等国际科研项目。经过全体师生的共同努力，取得一系列具有创新性的科研成果，已发展成为相关领域具有一定影响力的科研群体。

实验室现有研究员9名，其中中科院院士1名，国家杰出青年基金获得者4名、中科院百人计划资助获得者3名, 副研究员12名。博士后4名，博士生68名。通过科研合作协议出国研修人员5名。国际联合培养博士生5名。1名博士生获得院长奖学金，6名研究生获得了其它奖励。