病毒衣殼是自然界中一種精巧的納米級(jí)結(jié)構(gòu)，它們保護(hù)著病毒的遺傳物質(zhì)。科學(xué)家們一直在探索如何模仿這種結(jié)構(gòu)，以開發(fā)新型材料和藥物。最近，華東師范大學(xué)的賀小華教授團(tuán)隊(duì)在這一領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展。他們通過一種特殊的多肽——聚（β-苯乙基-L-天冬氨酸）（PPLA）同源多肽的自組裝，成功制備出了類似病毒衣殼的納米殼層（CLNs）。這一發(fā)現(xiàn)不僅豐富了我們對(duì)病毒衣殼結(jié)構(gòu)的理解，也為未來的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用提供了新的可能性。 近年來，病毒衣殼納米材料因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和在材料科學(xué)及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的潛在應(yīng)用而備受關(guān)注。病毒衣殼是病毒的保護(hù)性蛋白外殼，通常在納米尺度上保護(hù)病毒基因組。深入理解病毒衣殼的結(jié)構(gòu)和組裝機(jī)制對(duì)于發(fā)展抗病毒療法，如病毒組裝干擾和病毒樣顆粒（VLP）疫苗療法，具有重要意義。然而，病毒衣殼的組裝路徑仍不完全清楚，實(shí)驗(yàn)上捕捉中間體是一個(gè)挑戰(zhàn)。
圖1 PPLA20自組裝形成CLNs的過程 （PPLA的聚合度為20） 為了探索這一個(gè)過程，賀小華教授團(tuán)隊(duì)通過聚（β-苯乙基-L-天冬氨酸）同源多肽（PPLA）的水溶液自組裝，成功制備了生物模擬病毒衣殼類納米殼層（CLNs）。研究發(fā)現(xiàn)，CLNs的形成遵循一種聚集-融合機(jī)制（圖1）。最初，PPLA分子自組裝成小球狀組裝體作為亞基(SSA)，通過一些亞基的融合形成初始核心(OSM)。隨后，更多的亞基迅速融合到這些核心上，導(dǎo)致在生長(zhǎng)階段形成完整或部分的CLNs。此外，通過基于初始PPLA濃度與含水量的形態(tài)相圖，明確了有利于CLNs形成的適宜條件（圖2）。分子水平的測(cè)量表明，PPLA的分子柔韌性是亞基排列和融合形成CLNs的關(guān)鍵因素（圖3）。這些發(fā)現(xiàn)為深入理解由合成聚合物衍生的病毒衣殼類納米殼層的形成路徑提供了新的視角。 圖2 PPLA20組裝體的形態(tài)相圖，揭示了不同水含量和PPLA濃度下的組裝行為 圖3 通過FT-IR光譜分析，展示了PPLA分子與水分子相互作用的直接證據(jù) 本研究工作不僅成功制備了CLNs，還闡明了其組裝路徑機(jī)制。通過掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）和原子力顯微鏡（AFM）分析，揭示了CLNs的形成是一個(gè)通過聚集-融合機(jī)制的層次自組裝過程。適當(dāng)?shù)慕M裝條件，包括多肽初始濃度和添加的水分含量，是必要的，這一點(diǎn)通過基于PPLA20初始濃度與添加水分含量的形態(tài)相圖得到了驗(yàn)證。此外，PPLA的分子柔韌性在亞基的排列和融合過程中起著重要作用。結(jié)合CD、WAXS和FT-IR數(shù)據(jù)，進(jìn)一步揭示了SSA的融合原因?；赑PLA的病毒衣殼類自組裝研究為理解病毒衣殼組裝路徑提供了新的視角，并為生物模擬納米材料的開發(fā)展示了廣闊的前景。 論文信息 Biomimetic Capsid-Like Nanoshells Self-Assembled from Homopolypeptides Shuo Qi, Xiaohua He Chemistry – A European Journal DOI: 10.1002/chem.202401990 
