中国科大实现细胞内外智能自组装不同纳米纤维

近日，中国科学技术大学教授梁高林课题组设计出一种新型“智能”小分子水凝胶前驱体，可以实现细胞内外环境的区分并组装成不同结构的纳米纤维。该研究成果发表在8月17日的《美国化学会志》上（J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/jacs.6b06903）。论文第一作者为课题组的博士生郑珍。

肿瘤细胞内部通常是一个还原性的环境，存在高达毫摩尔量级的谷胱甘肽（GSH）。肿瘤细胞外部存在大量细胞分泌的磷酸酯酶。利用这种差异，研究人员设计出一种生物兼容的多功能小分子水凝胶前驱体。该小分子的磷酸根在胞外的磷酸酶的作用下被切除，引发第一级自组装形成线性纳米纤维。而当这些小分子进入细胞内部时，由于GSH的存在，小分子上的双硫键被GSH还原，从而露出半胱氨酸上的巯基硫醇结构。裸露的氨基硫醇结构又可以和小分子结构中的氰基苯并噻唑发生高效的点击缩合反应，生成环状的二聚体。由于π-π堆积作用，该二聚体分子之间会相互吸引，引发第二级自组装形成环状的纳米纤维。

该小分子水凝胶前驱体的“一石二鸟”设计的实现，是梁高林发现并推广的新型点击缩合反应（半胱氨酸和氰基苯并噻唑之间的反应）的又一成功应用。

上述研究得到苏州纳米科技协同创新中心、合肥物质科学技术中心、合肥大科学中心以及国家自然科学基金的资助。

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