纳米巯基氨基酸诱导亚纳米结构靶向高尔

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注:文末有研究团队简介及本文科研思路分析

健康是生命研究永恒的主题。将特定“货物”运输到特定器官、组织、细胞以及亚细胞器,是保持健康生命活动以及疾病治疗的基石。只有精准的靶向才能实现精准的生命调控,因此亚细胞器的靶向与实时成像逐渐成为精准调控的研究热点。这些细胞器中,高尔基体是负责蛋白质加工、分类、和包装生命过程行为的重要场所。自年高尔基体首次被发现以来,一百多年间,怎样将外部的物质运输到高尔基体一直是困扰着科学家们的一个难题。西南大学黄承志、王健教授团队与北京大学刘锋、李娜教授团队合作,发现碳量子点合成过程中活性官能团的“遗传”性,提出活性官能团保留(Activefunctionalpreservation,AFP)法,利用组成蛋白质的手性半胱氨酸为碳源,保留前驱体分子的部分结构与官能团,成功制备了表面富含半胱氨酸残基的手性碳量子点光谱探针,实现了高尔基体的靶向运输与长时间成像观测。

目前成熟的高尔基体神经酰胺荧光标记方法和绿色荧光蛋白质粒转染方法都因光漂泊性能而只能用于高尔基体的短时荧光成像(Short-termfluorescenceimaging),而不能用于高尔基体的靶向物质运载,更不利于长时荧光成像(Long-termfluorescenceimaging)。该团队发现,大量驻留在高尔基体的蛋白质分子中的手性半胱氨酸都发挥了重要作用。他们将手性半胱氨酸连接到卟啉分子与荧光硅纳米颗粒上,也成功实现了卟啉与荧光硅纳米的高尔基体靶向,从分子水平和纳米尺度两个方面证明了手性半胱氨酸对高尔基体特定的靶向运输能力。

在实际应用领域,他们充分利用上述光谱探针,实时监测了高尔基体在病毒入侵期间的动态变化,并发现高尔基体能灵敏的“感受”到病毒的进攻。在病毒入侵期间,高尔基体会随着病毒的入侵而逐渐破裂,这一研究成果为进一步开发抗病毒药物提供了更加灵敏而直观的平台。

半胱氨酸引导的高尔基体靶向方法为探索细胞生理活动、开发高尔基体相关疾病的药物提供了有利的工具与道路,也为氨基酸诱导亚纳米结构靶向亚细胞器研究提供了新思路。这一成果近期发表在ChemicalScience上,相关手性碳量子点的制备已经申请中国发明专利。

该论文作者为:RongShengLi,PengFeiGao,HongZhiZhang,LinLingZheng,ChunMeiLi,JianWang,YuanFangLi,FengLiu,NaLiandChengZhiHuang

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