限域孔道内功能化“双面神”结构环

AMzhaitianyou科学家制备仿生生物孔道,目的是研究孔道内的物质和能量的传递过程。生物体内的孔道是由多个不同性质的蛋白质环堆积而成的。同时,蛋白质环上存在着分散的、纳米尺度的蛋白质触凸。蛋白质触凸掌控了细胞与亚结构之间的物质和能量传递,例如mRNA和大于40 kDa亲水分子的转运等。近10年来,仿生生物孔道经历了形貌的多样化和功能的逐步细化。但是具有独立功能,能够完成生命过程的纳米颗粒并未出现在仿生孔道内,未能实现蛋白质触凸的仿生制备。这制约了对生命体内物质和能量传输过程的深入了解。

华中科技大学夏帆教授,翟天佑教授,娄筱叮副教授课题组针对这一课题,利用多巴胺的还原性和黏附性双重功能,以阳极氧化铝为模板,首次在微纳米孔道内修饰了分散的金纳米颗粒。在一个环状结构内,金纳米颗粒表面与其未覆盖的孔道表面形成了性质迥异的两个界面,能够通过不同共价键的结合修饰不同的生物分子,从而形成 “双面神”结构。文章采用交流阻抗方法,表征了“双面神”结构环上发生的单链DNA分子自组装过程和双链DNA分子杂交过程。在交流阻抗图谱中,电荷转移电阻反应了DNA分子的杂交率。作者将功能化的“双面神”结构环和交流阻抗表征方法应用在DNA单碱基错配的表征上,成功地区分了链状DNA分子端位的单碱基错配。“双面神”结构环为核酸自组装和杂交过程的研究提供了新平台。相关论文在线发表在Advanced Materials(DOI: 10.1002/adma.201502344)上 。