大連理工大學(xué)生物工程學(xué)院科研團(tuán)隊(duì)在昆蟲表皮蛋白自組裝機(jī)制及相關(guān)應(yīng)用方面取得突破

作者：愛集微 2024-05-05

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昆蟲表皮作為自然界中最復(fù)雜的自組裝系統(tǒng)之一，含有數(shù)以百計(jì)的表皮蛋白，這為篩選具有自組裝潛能的昆蟲表皮蛋白肽(ICP）提供了無限可能。近日，大連理工大學(xué)生物工程學(xué)院劉田教授與中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院楊青教授、清華大學(xué)高華健教授以及南洋理工大學(xué)俞璟副教授合作，在《自然—納米技術(shù)》（Nature Nanotechnology，IF=38.3）上發(fā)表題為“溶劑濃度梯度驅(qū)動(dòng)昆蟲肽自組裝形成納米膠囊”（Self-assembly of peptide nanocapsules by a solvent concentration gradient）的論文。

玉米螟是我國一類農(nóng)作物病蟲害，其鉆蛀特性是導(dǎo)致其防治困難的主要原因之一，而堅(jiān)硬的頭殼正是發(fā)揮其鉆蛀功能的主要器官。作者從亞洲玉米螟頭殼表皮轉(zhuǎn)錄組中發(fā)現(xiàn)了233種表皮蛋白，并從中篩選了9種具有重復(fù)序列的ICP。非常罕見的是，其中三種ICP（WA30、VV30和NS36）能夠在水和丙酮的混合溶劑中自發(fā)組裝成納米膠囊，而不需要添加任何的模版。

昆蟲表皮蛋白肽（ICP）的挖掘以及納米膠囊的組裝機(jī)制

研究表明，上述肽基納米膠囊的形成得益于溶劑濃度梯度自組裝技術(shù)。當(dāng)ICP水溶液與丙酮混合時(shí)，會(huì)發(fā)生液液相分離。ICP納米膠囊可以通過簡單的溶劑置換工藝制備，并在藥物遞送方面具有一些獨(dú)特的優(yōu)勢。該理論能夠在一定程度上解釋昆蟲新表皮脫水過程中的表皮蛋白組裝機(jī)理，進(jìn)而為闡明昆蟲表皮形成機(jī)制提供新思路。此外，ICP納米膠囊在人體內(nèi)降解緩慢，可以提高藥物的釋放并且副作用較低。因此，研究制備的ICP納米膠囊在腫瘤治療、基因治療和疫苗遞送等方面均具有較大的應(yīng)用前景。