近日，江南大學(xué)生物工程學(xué)院教授吳俊俊課題組聯(lián)合中國工程院院士、江南大學(xué)教授陳堅團隊周景文教授課題組，通過將合成生物學(xué)與計算生物信息學(xué)、超分子化學(xué)、納米技術(shù)等進行多學(xué)科交叉融合，首次創(chuàng)造出超強細胞修復(fù)蛋白——超分子彈性蛋白，其促進細胞增殖、細胞修復(fù)效果優(yōu)于目前所有商業(yè)化重組蛋白。相關(guān)研究成果日前在國際期刊《先進材料》上發(fā)表。
蛋白多肽是生物體內(nèi)至關(guān)重要的組成部分，它在各種生命活動中起著重要作用，具有抗衰老、抗氧化、抗過敏、抗微生物、抗血栓及促進細胞活性等營養(yǎng)和生物學(xué)功能。同時，蛋白多肽還可以自組裝成納米粒子，參與到生物檢測、藥物遞送、組織工程中，具有廣闊的應(yīng)用前景，因而受到科研界的廣泛關(guān)注。然而從動物組織中直接提取功能蛋白面臨成分復(fù)雜、單體分離較難、提取工藝復(fù)雜、成本昂貴、批次質(zhì)量不穩(wěn)定、蛋白難以溶解等難題，并且存在攜帶病毒、病原體等安全隱患。因此，通過構(gòu)建綠色、高效的微生物細胞工廠，定制特定功能的重組蛋白來替代動物提取蛋白勢在必行。
目前，國內(nèi)重組蛋白市場巨大，但多數(shù)生物活性蛋白（如膠原蛋白）需要形成穩(wěn)定的超分子結(jié)構(gòu)才能有較好的生物活性。吳俊俊表示，如何獲得具有穩(wěn)定超分子結(jié)構(gòu)的功能蛋白一直是業(yè)界難題。
“我們研究發(fā)現(xiàn)，將超分子自組裝機制與彈性蛋白相結(jié)合，創(chuàng)造出的超分子彈性蛋白只需要通過靜置即可獲得穩(wěn)定的超螺旋結(jié)構(gòu)，且這種超螺旋結(jié)構(gòu)是由超分子力自組裝而成，不僅不會改變蛋白活性，還會賦予超分子蛋白結(jié)構(gòu)穩(wěn)定以及活性提高等特性。”吳俊俊說。
此次研究創(chuàng)造的超分子彈性蛋白，能夠避免超螺旋結(jié)構(gòu)中活性位點相互碾壓的弊端，最大程度地發(fā)揮蛋白活性位點功能。對一般的重組彈性蛋白來說，其只有在低溫下才能保持可溶性狀態(tài)，一旦放到室溫下就會聚集沉淀。而超分子彈性蛋白通過采用乳酸菌等序列重組技術(shù)導(dǎo)致其具備極高的表達量，在室溫下也有較高的穩(wěn)定性。
“這是目前國際上唯一的一款同時具有大分子透明質(zhì)酸、膠原蛋白、彈性蛋白、貽貝蛋白等諸多明星分子特性的新型功能蛋白。”吳俊俊介紹，由于該蛋白分子量低易吸收、具有活性位點外露的超分子結(jié)構(gòu)、強大的保水特性，以及強效水下黏附特性，此外還有促進細胞黏附、增殖和分化以及促進細胞損傷修復(fù)等作用，因而具有超強的細胞修復(fù)能力。
該科研團隊研發(fā)的這款國產(chǎn)超分子彈性蛋白獨有的細胞修復(fù)特性，未來可以應(yīng)用于護膚產(chǎn)品，較低的分子量可以實現(xiàn)直接被皮膚吸收；還可以做傷口敷料，加快傷口愈合速度。作為純蛋白，超分子彈性蛋白黏性極強，作為生物止血材料不需要二次剝離，即可直接實現(xiàn)營養(yǎng)吸收。
在陳堅看來，該超分子彈性蛋白未來或許能夠以其具有的獨特特性，引領(lǐng)未來護膚美容、營養(yǎng)保健、細胞培養(yǎng)材料、生物止血、土壤肥料等各個領(lǐng)域的變革。
