以活性生物大分子為構筑基元，利用分子組裝策略設計與構建仿生體系，模擬或調控生命體基本單元的結構和功能，已成為化學與生命科學交叉的前沿和熱點。生命體活動所必需的能量來源是三磷酸腺苷（ATP），一般情況下由旋轉生物分子馬達蛋白ATP合酶在跨膜質子梯度勢的推動下合成。
在國家自然科學基金委、科技部和中國科學院的支持下，中科院化學研究所膠體、界面與化學熱力學重點實驗室研究員李峻柏課題組長期致力于生物分子馬達ATP合酶的分子組裝與應用研究，并取得了系列進展。該研究團隊將ATP合酶與光系統II、人工光酸分子或量子點進行共組裝，實現了對自然界葉綠體結構的有效模擬和功能的大幅度提升（ACS Nano 2016, 10, 556； ACS Nano 2017, 11, 10175； ACS Nano 2018, 12, 1455； Adv. Funct. Mater. 2018, 28, 1706557； Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 12903； Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 6532； Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 796）。
最近，他們將含有生物分子馬達ATP合酶的脂質體鋪展在濺射有裸金納米顆粒的玻璃表面，構筑了一種簡易而有效的薄膜型微反應器。研究表明，硫醇分子的引入導致硫醇-金表面自組裝單層膜（SAM）的形成，同時產生跨膜質子梯度，進而驅動ATP合酶催化合成ATP。硫醇的種類決定體系中質子梯度形成的動力學，進而調控ATP的合成速率。上述組裝的生物分子馬達體系將合成的有機小分子轉化為生命能量分子ATP，為進一步大面積能量采集及構建ATP驅動的生物分子器件奠定了重要基礎。相關研究成果發表在近期的Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 1110。
自組裝單層技術用于調控生物能量分子的合成
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近日，“十四五”國家重點研發計劃“前沿生物技術”重點專項——“高精度、高通量生物分子解析關鍵技術和串聯質譜裝置研發”項目正式啟動，該項目由中國科學院大連化物所牽頭承擔，品生醫療與大連理工大學、天津大學......
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8月5日，中國科學院深圳先進技術研究院納米醫療技術研究中心李紅昌課題組、材料界面研究中心喻學鋒課題組與高分子藥物研究中心李洋課題組，發現納米材料精準生物分子靶向的新機制。相關研究成果以Intrinsi......
圖片:三項研究揭示了病毒DNA包裝馬達的工作原理，可能為新的治療方法或合成分子機器提供見解。DURHAM,N.C.-一組研究人員已經發現了分子馬達的內部工作原理，它將遺傳物質打包成雙鏈DNA病毒。這一......
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中科院生態環境研究中心環境納米技術與健康效應重點實驗室宋茂勇研究組在非標記納米顆粒活細胞成像方面取得重要進展。研究成果以“ScatteredLightImagingEnablesReal-timeMo......
中國科學院新疆理化技術研究所多語種信息技術研究室研究生郭鎮豪、易海成在研究員尤著宏的指導下，開展的關于大規模異構生物分子關聯網絡的研究“ConstructionandComprehensiveAnal......
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