大連化學(xué)物理研究所提出三元共組裝策略實現(xiàn)單糖和二糖精確識別和分類

　　【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所生物技術(shù)研究部生物分離與界面分子機制研究組(1824組)卿光焱研究員團隊在糖類識別領(lǐng)域取得新進展，提出三元共組裝策略，實現(xiàn)了單糖和二糖的精確識別和分類。
 

　　糖類在生物體內(nèi)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，涉及細(xì)胞間相互作用、免疫反應(yīng)、細(xì)胞功能等多項關(guān)鍵生物過程。通過識別糖類結(jié)構(gòu)，研究人員能夠開發(fā)出針對這些糖類或其相關(guān)蛋白質(zhì)的藥物，從而調(diào)節(jié)病毒入侵、細(xì)胞黏附和免疫反應(yīng)等生物過程。然而，由于糖類結(jié)構(gòu)復(fù)雜，目前，在高特異性和選擇性糖類識別配體方面仍存在挑戰(zhàn)，限制了該糖類在生物化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。
 

　　為了解決這一難題，研究團隊提出了一種三元共組裝策略，通過基本分子模塊構(gòu)建多功能結(jié)構(gòu)，避免了復(fù)雜的分子合成。團隊通過使用一種獨特的鹵鍵驅(qū)動的聚集誘導(dǎo)發(fā)光(AIE)分子——C17H19ClN2，解決了糖類識別面臨的難題。該分子表現(xiàn)出較強的自組裝能力，并能與4-巰基苯硼酸特異性結(jié)合，形成高度有序的共組裝結(jié)構(gòu)。進一步，與不同糖類相互作用時，該共組裝結(jié)構(gòu)可以進一步生成具有有序晶體結(jié)構(gòu)的簇狀、球形和棒狀微觀結(jié)構(gòu)，并伴隨顯著的熒光增強。利用這種獨特的熒光變化，研究團隊實現(xiàn)了多種糖類異構(gòu)體的精準(zhǔn)檢測和區(qū)分，甚至在細(xì)胞裂解液和血清樣本中也同樣實現(xiàn)了各種糖的精確檢測和區(qū)分。此外，得益于AIE分子的優(yōu)越擴展性，研究人員還構(gòu)建了一個陣列傳感器，優(yōu)化了糖識別的效率。該三元共組裝系統(tǒng)不僅避免了復(fù)雜的分子合成和繁瑣的提取步驟，還提高了糖類識別的特異性和敏感性，為設(shè)計糖類受體提供了一條新途徑，有望推動糖類相關(guān)藥物開發(fā)、疾病診斷和治療。
 

　　相關(guān)研究成果以“Precise AIE-based Ternary Co-assembly for Saccharide Recognition and Classification”為題，發(fā)表在《先進科學(xué)》(Advance Science)上。上述工作的第一作者是我所博士后常永新。研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、國家資助博士后研究人員計劃等項目的資助。(文/圖 常永新)