《武汉病毒所/生物安全大科学中心李峰研究组报道一种蛋白质-AIE纳米点光学探针制备方法》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2020-01-03
  • 2001年,香港科技大学唐本忠教授团队发现了一种与传统聚集淬灭相反的现象,称为聚集诱导发光(aggregation-induced emission, AIE)现象,其主要原理是由于分子内运动受到限制,导致非辐射衰减渠道被抑制,辐射衰变增强而发光。与传统的有机染料相比,AIE荧光材料具有抗光漂白能力强、荧光效率高、斯托克斯位移长等优点。AIE荧光材料在许多交叉学科领域都有广阔的应用前景,例如生物成像(细胞器、细胞、微生物和组织等)、生物-化学传感(离子、爆炸物、指纹和酶等)、生物治疗、新型智能材料、光电系统等。尤其在生物成像领域,AIE纳米颗粒显示出独特的优势。尽管人们利用化学手段发展了很多AIE纳米颗粒的制备方法,但仍面临一些难题,如粒径分布宽(每个颗粒中所含AIE分子数目不同)、粒径过大、生理环境稳定性和生物相容性较差等,亟需发展新的AIE纳米颗粒制备方法,推进AIE材料在生物成像和治疗中的应用。

    蛋白质是生物两性分子,具有良好的生物相容性、生物可降解性和多种功能化位点,在AIE纳米颗粒的制备中作为支架或模板具有很大的潜力。中国科学院武汉病毒研究所/生物安全大科学研究中心李峰研究员课题组长期从事蛋白质与纳米材料交叉研究。近期该团队以带强负电荷的迷你铁蛋白(Dps)为支架,发展了一种新型的AIE纳米点(Dps-RAIE nanodots)制备方法,并用于肿瘤细胞成像。其所制备的AIE纳米点具有尺寸均匀(平均粒径26 nm)、发射波长长(峰值约670 nm)、量子产率高、稳定性好和暗细胞毒性低等特点。此外,该探针还可在白光照射下产生单线氧,可作为一种新型的荧光成像和光动力治疗双模式探针。

    12月26日,这一研究成果在线发表于Nanoscale。闵雪红博士后为论文第一作者,李峰研究员为该论文的通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和中国博士后科学基金等项目的资助。

  • 原文来源:http://www.whiov.ac.cn/kyjz_105338/202001/t20200102_5481794.html;https://pubs.rsc.org/en/journals/journalissues/nr#!recentarticles&adv
相关报告
  • 《武汉病毒所/生物安全大科学中心在迷你铁蛋白用于抗氧化治疗方面取得重要进展》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2021-03-03
    • 活性氧(Reactive Oxygen Species,ROS)是生物有氧代谢或外源性刺激产生的含氧的化学反应性物质,包括超氧根离子(O2·-)、羟基自由基(HO·)、单线态氧(1O2)、过氧化氢(H2O2)等。生理条件下,ROS的生成和代谢被严格调控,在细胞信号转导和体内平衡等方面具有重要作用;而ROS一旦过量则会引起生物大分子的损伤,导致细胞和器官的功能障碍,促进炎症、衰老相关疾病的发生发展。不同的ROS可以通过化学反应进行转换,如H2O2与Fe2+等过渡金属离子发生Fenton反应产生HO·。HO·不仅没有必要的生物学功能,破坏性也最强,故减少HO·的产生是抗氧化的重要切入点。已有的抗氧化材料(包括小分子化合物、纳米材料等)往往通过降低两种前体物质H2O2和金属离子中的一种来抑制HO·的产生。然而,有研究指出这些抗氧化材料会破坏体内ROS或金属离子的内稳态,引起副作用甚至死亡。        来源于李斯特菌的迷你铁蛋白(DNA-binding protein from starved cells, Dps)是铁蛋白超家族的一员,具有由12个亚基自组装形成的纳米笼型结构。Dps拥有特异性结合游离Fe2+的铁氧化酶活性中心,能高效利用H2O2将Fe2+快速氧化成Fe3+并储存于其内腔。因此,Dps是一种能抑制Fenton反应和HO·生成的天然纳米材料。        中国科学院武汉病毒研究所/生物安全大科学研究中心李峰研究员课题组通过对Dps纳米笼进行表面改造,在Dps亚基N端引入适量组氨酸,赋予其细胞穿膜功能,在人源皮肤成纤维细胞上证实了改造的Dps主要利用网格蛋白介导的内吞途径进入细胞,通过抑制Fenton反应发挥高效的抗氧化作用,并在小鼠皮炎模型上证实了Dps活体水平的抗氧化治疗效果。Dps的抗氧化作用需同时消耗H2O2和Fe2+,原理上有助于克服ROS和金属离子内稳态失衡问题。此外,它还具有天然的生物相容性、生物可降解性、良好的酸稳定性、易于制备和工程化改造等优点。Dps作为一个独特的生物纳米医药平台,在抗衰老、抗炎、抗病毒感染、化妆品开发等方面具有广阔的应用前景。目前,他们正在开展进一步的应用探索。        相关研究成果于2月15日在线发表于Nanoscale。武汉病毒所朱伟伟和方倜为论文的共同第一作者,李峰研究员为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和中国科学院应急专项等项目的支持。
  • 《武汉病毒所/生物安全大科学中心在杆状病毒二硫键形成通路 研究中取得进展》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2022-12-12
    • 2022年12月5日,国际学术期刊Journal of Virology在线发表了中国科学院武汉病毒研究所胡志红、王曼丽团队的最新研究成果,论文题为“AC81 is a putative disulfide isomerase involved in baculoviral disulfide bond formation” (AC81作为潜在的二硫键异构酶参与杆状病毒二硫键的形成)。       二硫键的正确形成对蛋白质的结构和功能十分重要。细胞生物的二硫键形成一般由二硫键氧化形成和二硫键异构化两部分组成,即未折叠肽链经过氧化通路形成二硫键,其中错误形成的二硫键会经异构化重排,最终形成天然构象。一些大DNA病毒如痘病毒、非洲猪瘟病毒、杆状病毒等,需要依赖于病毒自身编码的二硫键形成通路完成其复制周期。目前尚揭示病毒编码的二硫键异构酶。       该团队前期鉴定了杆状病毒二硫键氧化形成通路中巯基氧化酶P33的首个底物蛋白PIF5,提出了杆状病毒二硫键形成通路的模式图。在此项研究中,利用结构预测分析,发现AC81蛋白具有二硫键异构酶的结构特征。利用非还原Western blot实验,发现ac81缺失时,PIF5的二硫键依然形成但构象异常,提示AC81可能作为二硫键异构酶发挥功能。通过构建一系列重组病毒,揭示了ac81的缺失或其关键位点的突变会对感染性BV的产生、ODV的装配及包埋、底物PIF5的正常构象等多方面产生明显影响。以上研究揭示了杆状病毒二硫键形成通路潜在的二硫键异构酶,并更新了杆状病毒二硫键形成通路的模式图(图1)。此前,ac81是感染节肢动物的核内大DNA病毒中保守存在的13个基因中唯一功能不清楚的基因,该研究揭示了AC81的功能,并提示由AC81和P33介导的二硫键形成通路是这类病毒中保守存在的古老机制。       该研究得到了国家自然科学基金(32200126和31570153)、中国科学院前沿科学重点研究项目(QYZDJ-SSW-SMC021)等项目的支持。武汉病毒所张环宇博士后为该论文第一作者,王曼丽研究员和胡志红研究员为共同通讯作者。 论文链接:https://doi.org/10.1128/jvi.01167-22