近日，江苏大学药学院周升旺教授团队在国际TOP期刊《Biotechnology Advances》发表了题为“Kaleidoscope megamolecules synthesis and application using self-assembly technology”的综述论文，文章链接：https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2023.108147。

图1. 模块化功能蛋白组装技术示意图

高度有序结构的生物大分子在药学和生物医学工程中发挥着重要作用，通过诱导功能化融合蛋白和有机连接分子之间的自组装反应，进而制备人工合成的超大蛋白分子（Megamolecules），同时结合酶以及蛋白的生物功能多样性，在酶催化、抗体模拟和免疫治疗等生物医药领域具有广阔的应用前景。生物酶及其小分子抑制剂在医学应用中已经取得了许多成功，例如靶向酶结构域的共价抑制剂，能够作为多种疾病的治疗药物。本篇综述总结了近年来发展的具备高度有序结构蛋白大分子的制备和应用，利用重组蛋白和自组装技术探索新的天然生物大分子模拟物，展示了新颖的纳米结构、可变的功能和在催化、医药领域的应用前景。

在本论文中详细阐述了开发具有超大分子量(~100 kDa)和精确定义结构的蛋白大分子所面临的挑战性和意义。Mrksich教授团队发展了模块化功能蛋白组装技术，由酶结构域和功能蛋白结构域组成的融合蛋白可以与多种连接分子自组装，获得具有不同结构、构象的功能蛋白组装体，包括了线型、圆环和超支化等可变立体结构。重组酶融合蛋白与合成的酶抑制剂衍生物能够发生共价偶联反应，该反应具有高稳定性和特异性，酶结构域的分子水平识别能够为功能化融合蛋白提供共价反应位点和结构骨架。在本综述中总结和讨论了模块化组装蛋白质的实用方法和应用，基于重组蛋白技术以及生物酶与其对应抑制剂的共价反应构建具有不同结构的蛋白大分子，利用该平台技术能够结合药物分子、抗体结构域等功能分子和蛋白，大大扩展了人工合成蛋白大分子的应用范围。

该工作得到了国家自然科学基金（项目编号：82172745）、江苏大学高级人才科研启动基金（项目编号：20JDG064）等经费支持。