南開大學劉育教授課題組：紫杉醇修飾環糊精為媒介的光控微管蛋白超分子組裝體
2018-08-03 來源：中國聚合物網
為了更加深入理解分子自組裝行為對生命活動的影響，超分子化學家設計了不同的納米組裝體系來精確模擬和控制生命體的運動過程。其中，微管作為細胞骨架的重要組成部分，在細胞有絲分裂過程中起到關鍵作用；而在分子水平上實現微管蛋白的聚合和解聚一直以來都是一項充滿挑戰的工作。
最近，南開大學化學學院劉育教授課題組將β-環糊精和偶氮苯基團分別修飾于紫杉醇分子上，利用紫杉醇分子骨架與微管蛋白的特異性結合能力，以及在紫外和可見光照射下偶氮苯分子與β-環糊精空腔可逆鍵合的性質，來調控微管蛋白的聚集狀態，進而影響細胞活性。光譜實驗表明，含有紫杉醇的偶氮苯分子在溶液中具有優異的光致異構性質；掃描電鏡實驗發現，只有在反式偶氮苯修飾紫杉醇和β-環糊精修飾紫杉醇共同存在下，微管蛋白間才能發生明顯的聚合現象，同時微管蛋白的形貌由絲狀聚合物轉變成了粒徑較大的球狀納米粒子。通過對細胞染色進一步發現，聚集后的微管廣泛分布在細胞中，能夠強烈改變細胞的形態并最終導致細胞死亡。該工作為調控生物大分子的聚集行為提供了一種新的策略。
該項研究得到了國家基金委和南開大學的資助。本項工作的第一作者是化學學院的張瀛溟博士，細胞實驗得到了生命科學學院喻其林博士的支持。值得一提的是，化學學院兩位本科生張薿元和肖奎也參與了重要的化學合成和性能表征的工作。相關成果發表在Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 8649–8653，并被選為當期的熱門文章（Hot Paper）。
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