超分子弹性蛋白实现多效合一

  近日，记者从江南大学了解到，该校生物工程学院教授吴俊俊课题组联合中国工程院院士、江南大学教授陈坚团队周景文教授课题组，通过将合成生物学与计算生物信息学、超分子化学、纳米技术等进行多学科交叉融合，首次创造出超强细胞修复蛋白——超分子弹性蛋白，其促进细胞增殖、细胞修复效果优于目前所有商业化重组蛋白。相关研究成果日前在国际期刊《先进材料》上发表。

  蛋白多肽是生物体内至关重要的组成部分，它在各种生命活动中起着重要作用，具有抗衰老、抗氧化、抗过敏、抗微生物、抗血栓及促进细胞活性等营养和生物学功能。同时，蛋白多肽还可以自组装成纳米粒子，参与到生物检测、药物递送、组织工程中，具有广阔的应用前景，因而受到科研界的广泛关注。然而从动物组织中直接提取功能蛋白面临成分复杂、单体分离较难、提取工艺复杂、成本昂贵、批次质量不稳定、蛋白难以溶解等难题，并且存在携带病毒、病原体等安全隐患。因此，通过构建绿色、高效的微生物细胞工厂，定制特定功能的重组蛋白来替代动物提取蛋白势在必行。

  目前，国内重组蛋白市场巨大，但多数生物活性蛋白（如胶原蛋白）需要形成稳定的超分子结构才能有较好的生物活性。吴俊俊表示，如何获得具有稳定超分子结构的功能蛋白一直是业界难题。

  “我们研究发现，将超分子自组装机制与弹性蛋白相结合，创造出的超分子弹性蛋白只需要通过静置即可获得稳定的超螺旋结构，且这种超螺旋结构是由超分子力自组装而成，不仅不会改变蛋白活性，还会赋予超分子蛋白结构稳定以及活性提高等特性。”吴俊俊说。

  记者了解到，此次研究创造的超分子弹性蛋白，能够避免超螺旋结构中活性位点相互碾压的弊端，最大程度地发挥蛋白活性位点功能。对一般的重组弹性蛋白来说，其只有在低温下才能保持可溶性状态，一旦放到室温下就会聚集沉淀。而超分子弹性蛋白通过采用乳酸菌等序列重组技术导致其具备极高的表达量，在室温下也有较高的稳定性。

  “这是目前国际上唯一的一款同时具有大分子透明质酸、胶原蛋白、弹性蛋白、贻贝蛋白等诸多明星分子特性的新型功能蛋白。”吴俊俊介绍，由于该蛋白分子量低易吸收、具有活性位点外露的超分子结构、强大的保水特性，以及强效水下黏附特性，此外还有促进细胞黏附、增殖和分化以及促进细胞损伤修复等作用，因而具有超强的细胞修复能力。

  该科研团队研发的这款国产超分子弹性蛋白独有的细胞修复特性，未来可以应用于护肤产品，较低的分子量可以实现直接被皮肤吸收；还可以做伤口敷料，加快伤口愈合速度。作为纯蛋白，超分子弹性蛋白黏性极强，作为生物止血材料不需要二次剥离，即可直接实现营养吸收。

  在陈坚看来，该超分子弹性蛋白未来或许能够以其具有的独特特性，引领未来护肤美容、营养保健、细胞培养材料、生物止血、土壤肥料等各个领域的变革。（实习记者 李诏宇 通讯员 于乐 孙嘉隆）