南开大学刘育《德国应化》：紫杉醇修饰环糊精为媒介的光控微管蛋白超分子组装体

发布时间：2021-03-02 13:02:29 丨 浏览次数：

为了更加深入理解分子自组装行为对生命活动的影响，超分子化学家设计了不同的纳米组装体系来精确模拟和控制生命体的运动过程。其中，微管作为细胞骨架的重要组成部分，在细胞有丝分裂过程中起到关键作用；而在分子水平上实现微管蛋白的聚合和解聚一直以来都是一项充满挑战的工作。

最近，南开大学刘育课题组将β-环糊精和偶氮苯基团分别修饰于紫杉醇分子上，利用紫杉醇分子骨架与微管蛋白的特异性结合能力，以及在紫外和可见光照射下偶氮苯分子与β-环糊精空腔可逆键合的性质，来调控微管蛋白的聚集状态，进而影响细胞活性。光谱实验表明，含有紫杉醇的偶氮苯分子在溶液中具有优异的光致异构性质；扫描电镜实验发现，只有在反式偶氮苯修饰紫杉醇和β-环糊精修饰紫杉醇共同存在下，微管蛋白间才能发生明显的聚合现象，同时微管蛋白的形貌由丝状聚合物转变成了粒径较大的球状纳米粒子。通过对细胞染色进一步发现，聚集后的微管广泛分布在细胞中，能够强烈改变细胞的形态并最终导致细胞死亡。该工作为调控生物大分子的聚集行为提供了一种新的策略。该项研究得到了国家基金委和南开大学的资助。

本项工作的第一作者是化学学院的张瀛溟博士，细胞实验得到了生命科学学院喻其林博士的支持。值得一提的是，化学学院两位本科生张薿元和肖奎也参与了重要的化学合成和性能表征的工作。近期，包括Wiley出版社新闻编辑部、美国科学促进会（AAAS）旗下的EurekAlert!、Science Daily、Cyclodextrin News在内的多家新闻媒体以“Nanoaggregation on command”为题对该项工作进行了专题报道和转载，在社会上产生了广泛的学术影响和科普宣传效果。