納米尺度下電子誘導生物蛋白結構轉變機理獲進展

　　中國科學院上海微系統與信息技術研究所傳感技術國家重點實驗室陶虎課題組首次聯用近場紅外生物納米成像與納米成譜技術，突破光學衍射極限，空間分辨率達到10 nm，較傳統紅外光學表征技術提高了2個數量級，可在納米尺度下研究電子誘導蠶絲蛋白結構轉變機理，揭示蠶絲蛋白中關鍵構象的轉變規律，并可控制備出系列二維和三維蠶絲蛋白納米結構。此研究對深入探索蛋白質分子在電子或極端條件作用下的結構轉變機制，以及可控制備蛋白質納米結構等熱點領域具有重要的指導意義。研究結果Nanoscale Probing of Electron-regulated Structural Transitions in Silk Proteins by Near-field IR Imaging and Nano-spectroscopy 發表在10月7日的《自然-通訊》（Nature Communications, DOI: 10.1038/ncomms13079 (2016))上。

　　蠶絲蛋白源自于天然蠶繭，具有優異的生物相容性、可控水溶性、光學和力學特性，在藥物釋放、人體組織工程、生物光子晶體以及瞬態柔性電子學領域被廣泛使用。陶虎團隊將蠶絲蛋白用作綠色生物光刻膠，通過電子束誘導其構象發生轉變，聯用近場紅外納米成像和納米光譜技術，研究蠶絲蛋白中關鍵構象β-sheet與材料性質的對應關系，解釋獨特的“一膠兩用”現象，并以此設計、制備出所需蠶絲蛋白二維和三維納米結構。該研究進一步加深了人們對蠶絲蛋白結構性能關系的認識，拓展了其在生物綠色微納加工領域的應用。

　　該項工作得到中組部“青年千人”計劃、科技部重點研發計劃、國家自然科學基金委、上海市科委國際合作項目等相關研究計劃資助。合作單位包括美國德州大學奧斯汀分校、石溪大學、塔夫茨大學、麻省理工學院、勞倫斯伯克利國家實驗室以及上海交通大學、復旦大學附屬華山醫院等。