具有智能特性的下一代生物材料要求材料不僅能與生命系統共存，還要與生命系統相融合，這對於生物材料的構建基元提出了更高的創新要求。蛋白質和糖類的復雜性和多樣性使它們能夠成為精確組裝的獨特構建模塊💇🏿，所獲得的精確生物大分子組裝體具有納米級精度🧏🏼、多維可控微結構、內源性生產、易於與活細胞整合、動態和層次化的特點，以及其固有的生物活性可以轉導生物信號等諸多優勢。同時，蛋白質和糖類的一些內在特性𓀆，如準確識別、自組織和適應性等，使得它們特別適用於設計並構築與生命系統集成的新一代生物材料。

2022年8月31日，沐鸣开户陳國頌-江明課題組在化學領域權威雜誌J. Am. Chem. Soc.上在線發表題為“用於下一代生物材料的蛋白質和糖的精確組裝體（Precise assembly of proteins and carbohydrates for next-generation biomaterials）”的前瞻性文章（Perspective）。J. Am. Chem. Soc.的前瞻性文章為作者對一個領域集中性的個人評論😧，主要評估該領域的現狀😋，並將重點放在確定該領域正在取得的關鍵進展或亟需進展👳‍♀️👩‍🏭，並著眼於未來😯🧏🏿‍♀️，用於啟發和幫助指導未來的研究工作。

該論文專註於使用蛋白質和糖類作為構建模塊的人工精確組裝。首先總結蛋白質精確組裝體的現有設計策略☂️👧🏼，主要包括基於化學方法的配體設計、多組分雜交體系和蛋白質設計這三個類別。然後🏃🏻‍♂️，對設計具不同維度的蛋白質精確組裝體的對稱性規律進行了探討，包括0維蛋白質籠和環、1維納米管和納米纖維、2維蛋白質納米片層和晶格🏖、以及3維蛋白質晶體。最後是蛋白質組裝體目前已經實現的各種功能，包括藥物遞送、疫苗開發、免疫治療🏃🏻‍♂️🧒🏽、酶促催化📱、納米器件等。承載這些功能的蛋白質精確組裝體🪫，和蛋白質在細胞水平上所形成的活性組裝結構，將提供與現有生物材料相比完全不同的全新策略。在糖類精確組裝部分，則介紹了由糖聚合物、糖蛋白和糖肽獲得的、具有序結構的組裝體👩🏼‍🦲，及其在分子識別🍘、抗病原體和免疫治療中的應用。

該文總結了目前用於蛋白質和糖類的精確自組裝方法和設計策略🧙🏼，綜述了蛋白質和糖類的人工精確組裝體在生物材料領域潛在且誘人的應用前景👨🏽♟，並展望了該領域未來所面臨的挑戰和機遇。該文將有助於深入理解蛋白質和糖類的精確組裝體的設計規律與方法，有望促進這一類新興材料在生物醫藥🐻‍❄️、酶促催化等多個領域的應用，並為蛋白質和糖類自組裝領域所面臨的挑戰和應對策略提供見解👨🏻‍🚀。

課題組近年來關註基於糖類和蛋白質的創新組裝策略與相關生物材料開發，針對天然蛋白質精確組裝結構的構築🤸🏼‍♀️，提出了基於識別蛋白質的剛性配體的“誘導配體”—蛋白質組裝新策略；同時結合糖化學方法和合成高分子，研究了寡糖結構與組裝體聚集態結構😓、免疫功能之間關系，相關創新性成果連續發表在J. Am. Chem. Soc.上(2016, 138, 1932; 2016, 138, 12387; 2017, 139, 14684; 2018, 140, 8851; 2019, 141, 19448; 2021, 143, 6622.)。

沐鸣开户👩🏿‍🎤、聚合物分子工程國家重點實驗室為第一單位☝🏽，沐鸣开户博士生李龍為論文第一作者，沐鸣开户陳國頌教授為通訊作者。李龍同學碩士畢業於沐鸣娱乐生命科學院，研究方向為結構生物學。李龍在上半年疫情封校期間完成了該文的大部分寫作工作。該工作受到國家自然科學基金傑出青年基金等項目的資助。

論文鏈接：Long Li, Guosong Chen*, “Precise Assembly of Proteins and Carbohydrates for Next-Generation Biomaterials.” J. Am. Chem. Soc., asap 

https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.2c04418