一石二鳥！細胞內(nèi)外智能自組裝不同納米纖維
2016年8月17日，國際著名學術(shù)期刊《美國化學會會刊》在線發(fā)表了中國科學技術(shù)大學化學與材料科學學院梁高林教授課題組的研究成果，文章標題為《Cell Environment-Differentiated Self-Assembly of Nanofibers》。該文章報導(dǎo)了一種新型“智能”小分子水凝膠前驅(qū)體，可以實現(xiàn)細胞內(nèi)外環(huán)境的區(qū)分并組裝成不同結(jié)構(gòu)的納米纖維（J. Am. Chem. Soc., DOI:?10.1021/jacs.6b06903）。
腫瘤細胞內(nèi)部通常是一個還原性的環(huán)境，存在高達毫摩爾量級的谷胱甘肽（GSH）。腫瘤細胞外部存在大量細胞分泌的磷酸酯酶。利用這種差異，梁高林課題組設(shè)計出一種生物兼容的多功能小分子水凝膠前驅(qū)體。該小分子的磷酸根在胞外的磷酸酶的作用下被切除，引發(fā)第一級自組裝形成線性納米纖維（見下圖）。而當這些小分子進入細胞內(nèi)部時，由于GSH的存在，小分子上的雙硫鍵被GSH還原，從而露出半胱氨酸上的巰基硫醇結(jié)構(gòu)。裸露的氨基硫醇結(jié)構(gòu)又可以和小分子結(jié)構(gòu)中的氰基苯并噻唑發(fā)生高效的點擊縮合反應(yīng)，生成環(huán)狀的二聚體。由于π-π堆積作用，該二聚體分子之間會相互吸引，引發(fā)第二級自組裝形成環(huán)狀的納米纖維（見下圖）。該小分子水凝膠前驅(qū)體的“一石二鳥”設(shè)計的實現(xiàn)，是梁高林教授發(fā)現(xiàn)并推廣的新型點擊縮合反應(yīng)（半胱氨酸和氰基苯并噻唑之間的反應(yīng)）的又一成功應(yīng)用。
該論文第一作者為中國科學技術(shù)大學化學與材料科學學院博士生鄭珍。唯一通訊作者為中國科學技術(shù)大學化學系梁高林教授。
該項目研究得到蘇州納米科技協(xié)同創(chuàng)新中心、合肥物質(zhì)科學技術(shù)中心、合肥大科學中心以及國家自然科學基金的資助。
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附文章鏈接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.6b06903
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