上?？萍即髮W鐘超課題組在新型蛋白涂層方面取得重要研究進展，相關成果以“Conformable self-assembling amyloid protein coatings with genetically programmable functionality”為題，近日在國際知名學術期刊《Science Advances》上在線發(fā)表。
材料的表面改性在電子、生物醫(yī)藥、催化、紡織等工程和技術領域中扮演著重要的角色。
涂層材料的使用是一種常見的材料表面改性技術。目前較為常見的涂層材料包括：聚電解質(zhì)、蛋白、聚多巴胺、聚多酚等。然而上述材料或多或少在共形性、普適性、穩(wěn)定性等方面的缺陷，因此應用受到限制。
生物大分子類（例如多糖、多肽、短肽或蛋白等）涂層材料因其較好的生物相容性、生物降解性和環(huán)境友好性而得到了廣泛的關注。
在自然界中，細菌依靠生物被膜牢固的依附在各種基底表面。以前的研究表明大腸桿菌的生物被膜富含CsgA淀粉樣蛋白納米纖維，這些纖維保證了生物被膜的機械強度、結(jié)構完整性以及基底粘附性（圖1）。
此外，近年來相關的研究表明，CsgA蛋白具備基因可編程性：即利用基因模塊化策略可將功能性多肽或者蛋白功能域融合到CsgA蛋白上，且不影響蛋白自組裝形成納米纖維。
基于此，鐘超課題組提出了基于大腸桿菌生物被膜CsgA蛋白的基因可編程功能涂層材料平臺。通過簡單的溶液浸泡方式，即可以將該涂層材料應用在多種材料基底（高分子、金屬氧化物和無機非金屬等）和不同形狀的界面上（平面，曲面，纖維和微流體孔道等）（圖2）。進一步通過基因工程技術，該涂層又可被賦予獨特的功能，例如固定功能蛋白，錨定納米顆粒等功能。此外，CsgA蛋白具備淀粉樣蛋白的穩(wěn)定結(jié)構結(jié)構，因此這類涂層材料對有機試劑和高溫具有較好的耐受性。
最后，針對這類涂層材料的應用方法簡單和功能靈活多樣等特點，課題組提出了一系列新穎的應用，包括導電涂層、觸摸開關、多酶固定、微流體檢測芯片等（圖3和4）。本文開發(fā)的基于基因可編程自組裝淀粉樣蛋白涂層有望應用于電子、生物催化、生物醫(yī)藥等，并為設計、實現(xiàn)新型涂層加工技術以及開發(fā)新型涂層材料提供了靈感與借鑒。
本文第一作者為上科大物質(zhì)學院2015級博士生李穎風，2017級博士生李柯為共同第一作者，通訊作者為鐘超研究員，上科大為第一完成單位。上科大物質(zhì)學院分析測試平臺和電鏡中心為材料表征給予了大力支持。該研究得到了國家自然科學基金委以及上海市科委基金、上海市教委曙光計劃等項目的支持。
