科学家通过生物矿化可控制备蛋白

摘要: 　　生物矿化是自然界的一种普遍现象，如牙齿、骨骼、磁小体等的形成。受其启发，近年来，以生物分子为模板进行矿化也成为材料学家可控合成新材料的一种重要途径，在纳米影像、高灵敏传感、肿瘤无创诊疗、疫苗、催化 ...

　　生物矿化是自然界的一种普遍现象，如牙齿、骨骼、磁小体等的形成。受其启发，近年来，以生物分子为模板进行矿化也成为材料学家可控合成新材料的一种重要途径，在纳米影像、高灵敏传感、肿瘤无创诊疗、疫苗、催化、电池等领域均有重要应用价值。
　　病毒纳米颗粒（virus-based nanoparticle）是由病毒衣壳蛋白自组装形成的空心笼形或管状结构，尺寸一般10-200纳米，具有精确的三维结构，是一种理想的纳米材料生物矿化模板。它不仅可实现尺寸和形貌的精确控制，更提供了多功能整合的平台。
　　近期，中国科学院武汉病毒学习所学习员李峰课题组与中国科学院生物物理学习所学习员张先恩课题组合作，建立了一种普适性的蛋白笼内生物矿化的策略，即先在病毒纳米颗粒内腔包装一个预先合成的无机纳米颗粒核心，再以该核心为种子，可控地生长厚度可精细调控的同质或异质无机纳米外层。应用该策略成功地在野生型SV40病毒纳米颗粒内矿化了一系列粒径（≤10 纳米）均一的AuNP及Au@Ag核壳型异质纳米颗粒（图）。该策略克服了传统方法在蛋白笼内直接矿化的重要局限——种子生成条件苛刻情况下造成蛋白笼破坏，大大丰富了生物矿化种子材料的种类。该学习所构建的病毒纳米颗粒-贵金属杂化纳米结构可用于发展多功能纳米器件。
　　这一学习结果发表于纳米学习（Nano Research）。武汉病毒所博士生张文静为论文第一作者。该工作受到国家自然科学基金和中科院重点部署项目资助。

　　图：SV40 病毒纳米颗粒内的生物矿化

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