新研究揭示自组装诱导新功能及其熵焓调控机制

　　新研究揭示自组装诱导新功能及其熵焓调控机制。 松山湖材料实验室研究员元冰团队与苏州大学教授杨恺、安徽医科大学教授卫林等合作，建立了一种AI——人类专家协商机制的多肽设计策略，从头设计出一种全新的、具有抗结核杆菌功能的最小模型多肽分子（K7W6）。相关成果近日发表于《纳米》（ACS Nano）。

　　 据介绍，与天然多肽相比，该人工多肽由于其独特的聚集诱导的细胞膜界面活性而兼具高抗菌活性与低细胞毒性优点，且不易产生细菌耐药性；尤其是，他们揭示了该聚集诱导功能背后的熵—焓竞争机制。这为开发和设计新型多肽药物和药物载体提供了新的思路。

AI——人类专家协商的多肽设计策略。研究团队供图

熵焓调控下的K7W6两步作用机制。研究团队供图

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　　 进一步的生物物理实验和模拟表明，K7W6优异的抗结核杆菌功能来自它对细菌细胞膜的选择性作用和高效的膜扰动透化功能。更重要的是，研究发现人工多肽的这一活性是由于其自组装行为所导致的：K7W6组装体团簇对细菌膜产生特异和高效的透化作用，而单体则对细菌和哺乳动物细胞膜均造成无选择性的透化和扰动效果。这些作用特点与天然抗菌肽不同。

　　 计算机模拟结果显示，聚集的K7W6团簇在焓驱动下自发吸附到模型细菌膜表面上，之后，团簇在细菌膜介导的熵调控下解聚为单体、继而发挥膜扰动功能。这些结果表明，K7W6聚集诱导的功能是多肽在膜界面上复杂熵—焓竞争的结果。（来源：中国科学报 朱汉斌）

　　 相关论文信息：https://doi.org/10.1021/acsnano.4c05265

　　
作者：元冰等 来源：《纳米》