具有精確空間排列的金納米顆粒（AuNP）組裝結(jié)構(gòu)因其在等離子體和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的獨(dú)特特性而備受關(guān)注。研究人員將DNA和蛋白質(zhì)作為可編程的構(gòu)建模塊，以指導(dǎo)AuNP超結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，用于智能納米載體、光學(xué)納米材料和納米生物傳感器的應(yīng)用。然而，與廣泛使用的DNA和蛋白質(zhì)構(gòu)建方式相比，多種多樣的酶工具包在操控納米粒子組裝中仍然未被充分開(kāi)發(fā)和利用。構(gòu)建基于酶促反應(yīng)空間調(diào)控的新策略將極大地促進(jìn)和推動(dòng)納米顆粒超結(jié)構(gòu)的制造和組裝。
近日，北京大學(xué)張成研究員和華北電力大學(xué)楊靜教授合作開(kāi)發(fā)了一種空間可編程的酶催納米機(jī)械臂(Spatially Programmable Enzymatic Excision, SPEE)策略，以調(diào)節(jié)各向異性DNA表面修飾和AuNP的組裝。在典型的SPEE設(shè)計(jì)中，通過(guò)將一個(gè)酶催機(jī)器人手臂錨定在單個(gè)納米顆粒上，在金納米粒子表面特異性地切除機(jī)械臂臨近三維空間的酶切底物，在單個(gè)納米粒子上產(chǎn)生獨(dú)特的DNA修飾，進(jìn)而成功構(gòu)建各向異性的金納米粒子組裝結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步通過(guò)改變酶催機(jī)械臂長(zhǎng)度精確控制酶催反應(yīng)空間區(qū)域，實(shí)現(xiàn)可編程控制的各向異性DNA/AuNPs超結(jié)構(gòu)組裝。
此外，SPEE策略還被擴(kuò)展到DNA折紙表面，利用DNA折紙強(qiáng)大的可編程和可尋址特性，將酶催機(jī)械臂和納米顆粒錨定在DNA折紙不同位置，通過(guò)改變機(jī)器臂和納米顆粒的長(zhǎng)度、位置距離和數(shù)量等多種信息，實(shí)現(xiàn)了各種復(fù)雜的金納米顆粒形態(tài)組裝?？傊?，SPEE策略在操控AuNP超結(jié)構(gòu)組裝上擁有強(qiáng)大的能力和應(yīng)用前景，且這種方法可以擴(kuò)展到操控和構(gòu)建其他納米材料，在生物醫(yī)學(xué)、納米材料等領(lǐng)域中具有重要的潛在應(yīng)用。 論文信息 A Spatially Programmable DNA Nanorobot Arm to Modulate Anisotropic Gold Nanoparticle Assembly by Enzymatic Excision Prof. Jing Yang, Yuan Liang, Xiang Li, Yongpeng Zhang, Prof. Long Qian, Prof. Yonggang Ke, Prof. Cheng Zhang Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202308797
