枯草芽孢杆菌疏水蛋白BslA的结构及应用

疏水蛋白(Hydrophobin)是具有表面活性的小分子量蛋白质,可以在界面自组装形成双亲性蛋白膜,从而改变界面亲疏水性。研究表明疏水蛋白无毒性且无免疫原性,基于这样的性质,疏水蛋白可用于材料表面修饰、食品塑形剂、纳米药物载体而进行靶向运输或生物传感器的信号精确识别等。近年来,在枯草芽孢杆菌生物被膜中发现了一种分泌型小分子量疏水蛋白BslA (原名YuaB)。研究表明,枯草芽孢杆菌疏水蛋白BslA表达产量高,纯化过程简单、易于操作,可实现大规模生产,因而BslA具有更大的应用优势和开发价值。本文总结了BslA的性质、功能、结构等方面的信息,并与真菌疏水蛋白进行了比较分析,系统分析了其结构特点及应用价值。     

疏水蛋白载药系统研究进展

药物的临床使用常常因为其强疏水性、低稳定性和高毒副作用等问题受到限制。日新月异的药物递送体系(DDS)可以有效地包载与保护药物,提高其生物相容性、作用特异性和治疗效果。疏水蛋白是真菌在如子实体发育等特殊时期分泌的小分子蛋白质。其独特的两亲性不仅有助于它们自组装成胶束和载送疏水性药物,还便于它们修饰和改造其它载药体系。其超低的免疫原性和细胞毒性则进一步支撑了它们在药物递送中的应用。对近几年基于疏水蛋白所发展的载药系统的研究进展进行了综述。     

真菌疏水蛋白结构研究进展

真菌疏水蛋白是由高等丝状真菌产生的小分子量(10kD左右)具有双亲性的蛋白质,它们在真菌生长和发育中起着重要的作用。通过研究发现疏水蛋白具有极高的表面活性,可以在界面通过自组装形成双亲性的蛋白膜,从而改变界面的亲疏水性质。值得注意的是,疏水蛋白的不同功能可归因于其双亲性蛋白质结构,使得其在不同的亲水/疏水界面处自组装以形成两性蛋白膜。基于这样的性质,疏水蛋白已经获得了国内外各领域的广泛应用。疏水蛋白潜在的应用价值激励了人们对其蛋白结构的探究从而解释其自组装机理。此篇综述总结了近些年人们通过不同手段及研究方法来解释疏水蛋白发挥功能的结构基础。     

鼠多瘤病毒样颗粒及其在疫苗开发等方面的研究进展

鼠多瘤病毒(murine polyomavirus,MPV)的病毒样颗粒(virus-like particle,VLP)是通过MPV的衣壳结构蛋白VP1自组装而成的球形纳米壳状结构. MPV VLP具有独特的纳米结构,在一定条件下能够进行体内或体外自组装,具有丰富的可修饰位点.因此,容易通过结构的修饰改造实现MPV VLP在诸多领域的应用.本文从MPV VLP的结构特点着眼,回顾MPV VLP的发现历程,介绍MPV VLP的制备表达系统和组装机理,综述MPV VLP的修饰.重点介绍化学修饰和基因工程修饰方法,并通过实例阐述MPV VLP在疫苗开发、药物及其他分子载体等领域的应用及其研究进展.基于对已有研究进展的分析,指出大规模生产、组装机理解析及其应用研究的关键环节,服务于MPV VLP的应用开发.     

PhaP介导EGFR靶向多肽修饰的肿瘤靶向PHBHHx纳米药物递送载体的构建

聚羟基脂肪酸(PHA)颗粒表面结合蛋白Pha P具有与疏水性高分子材料表面紧密结合的能力,本研究将EGFR靶向多肽(ETP)与PhaP进行融合表达,构建了ETP-PhaP融合蛋白表达的重组工程菌Escherichia coli BL21(DE3)(pPI-ETP-P)。经对工程菌株的诱导表达及ETP-PhaP融合蛋白的纯化后,通过PhaP蛋白介导能够有效地将ETP-PhaP融合蛋白修饰于3-羟基丁酸-3-羟基己酸共聚酯(PHBHHx)纳米微球表面,构建成为具有EGFR靶向作用的药物递送载体。分别检测宫颈癌细胞系SiHa(EGFR高表达)和CaSKi(EGFR低表达)对ETP-PhaP修饰的PHBHHx纳米药物载体和未经修饰的纳米药物载体的吞噬情况。结果显示,纯化的ETP-PhaP融合蛋白能够很好地吸附于PHBHHx颗粒的表面,经ETP-PhaP融合蛋白修饰的PHBHHx纳米药物载体对EGFR高表达的宫颈癌Si Ha细胞的靶向效果强于EGFR低表达的CaSKi细胞系。这一结果表明了PhaP介导的PHBHHx纳米微球表面EGFR靶向多肽修饰具有简便、高效的优势,为疏水性纳米药物载体表面功能多肽修饰提供了一种新策略。     

真菌疏水蛋白的结构和功用

真菌疏水蛋白是一类具有强表面活性的分泌型小分子量蛋白质。疏水蛋白的重要特性是能在亲水—疏水界面通过自我组装形成一层紧密稳定的约10nm厚的两性蛋白膜。概述了疏水蛋白的结构和性质。总结了疏水蛋白的生理功能,并探讨它的各种应用。     

材料表面化学刺激对纤连蛋白构象及细胞的影响

生物材料的表面化学性质通过改变吸附蛋白的构象,影响细胞粘附铺展,产生不同的细胞行为.采用金-硫自组装单分子层技术(alkanethiol self-assembled monolayers,SAMs)构建了不同化学基团(-NH2、-COOH、-OH和-CH3)修饰的基底材料表面.运用X射线光能质谱(XPS)和接触角仪表...     

乙肝病毒核心蛋白CTD结构域与吲哚菁绿包封效应的相关性

乙肝病毒核心蛋白(hepatitis B virus core protein,HBc)由于其天然的颗粒自组装能力和易修饰性,已然成为药物载体蛋白研究的热点.HBc的C-末端聚精氨酸结构域(CTD,aa 151-183)的截短与否不会影响颗粒的自组装特性,但对颗粒的内外电荷会产生一定影响,进而影响药物包封.基于此,本研...     

金属有机骨架在肿瘤治疗中的应用进展

金属有机骨架(metal-organic frameworks,MOFs)是一类由金属结点和有机配体配位组装而成的晶体材料.金属有机骨架具有孔隙度大、孔径和尺寸可调、生物相容性好、成分可调、表面可修饰等优越性能,在肿瘤治疗领域具有重要的应用潜力.本文首先介绍了金属有机骨架用于小分子药物、生物大分子药物等药物递送体系的构建方法.随后,我们总结了近年来MOFs药物递送体系在肿瘤的化学治疗、光动力学治疗、放射性治疗、免疫治疗、光热治疗等方面的应用进展.最后,本文总结了MOFs在肿瘤治疗方面的进展和特点,并展望了MOFs在肿瘤治疗领域的研究挑战和应用前景.     

混合胶束作为药物载体的研究进展

许多抗肿瘤药物因为水溶解性差,在临床上的应用受到了很大影响。胶束可将药物包载到疏水核,可显著提高药物的水溶解性,是一种极具潜力的新型给药体系。然而胶束也面临着一系列问题,比如说需要提高其在体内的动力学稳定性和热力学稳定性等。与此同时,如果想要在单一的胶束体系上实现多种功能,需要对载体材料进行繁杂的修饰,也是一个难题。由不同嵌段聚合物、聚合物/表面活性剂自组装成的混合胶束或聚离子复合物胶束,相对于单一嵌段聚合物形成的胶束而言,物理稳定性和载药能力都得到了提高。同时,通过将具有不同官能团的聚合物制备成混合胶束,可以直接方便得到多功能复合的体系。本文对混合胶束载体系统的药剂学进展进行了综述。     

衣壳修饰对病毒样颗粒稳定性及其免疫原性的影响

全球现有疫苗种类中，病毒样颗粒（Virus-like particles, VLPs）疫苗以其安全性和高效性而被广泛关注。VLPs是一种不含核酸的病毒蛋白衣壳，目前可根据不同需求设计目标衣壳蛋白序列并在不同的表达系统中构建生产。在疫苗设计环节，对VLPs衣壳蛋白进行合理设计和修饰，可大大增强VLPs的稳定性，尤其是提高衣壳组装过程及组装体的稳定性，间接影响VLPs的免疫原性，对提升VLPs疫苗的有效性和安全性有重要作用。近年来国内外研究表明影响VLPs衣壳组装过程的稳定性的基本因素是组装环境中的离子强度和pH值，而影响VLPs组装体稳定性及其免疫原性的主要因素有疏水性质和静电相互作用及糖基化水平等。疏水性对VLPs蛋白质结构的动态平衡和生物功能的发挥起关键作用，静电相互作用通过改变VLPs分子表面或内部的静电势能，影响VLPs衣壳内分子共价键的形成及其与外界环境的相互作用，糖基化修饰则利用自身修饰基团的生物学结构或其他功能性质影响整体VLPs颗粒的结构稳定性和免疫学功能。本文根据现阶段对VLPs的生产应用和结构的研究，综述了影响VLPs衣壳组装过程和组装体稳定性的主要因素，以及VLPs...     

自组装在多肽药物中的应用

自组装是指分子、纳米级结构材料等基本单元自发地组装成一个稳定而又紧密结构的过程。多肽可在各种非共价驱动力下自组装形成纳米纤维、纳米层状结构、胶束等不同的形貌。因多肽具有氨基酸序列明确、易于合成、便于设计等优势,多肽自组装技术成为了近年来的一个研究热点。有研究表明,对某些多肽类药物进行自组装设计或者使用自组装肽材料作为药物递送的载体,可以解决药物自身存在的半衰期短、水溶性差、生理屏障穿透率低等问题。本文重点介绍了自组装多肽的形成机制、自组装形貌、影响因素、自组装设计方法及其在生物医学领域的主要应用,为多肽的高效利用提供参考。     

新型γ-聚谷氨酸自组装纳米胶束的制备及用于蛋白载体的研究

对水溶性的γ-聚谷氨酸(γ-PGA)进行了接枝改性,合成了两亲性γ-聚谷氨酸(γ-PGA)接枝衍生物,采用超声探头法制备胆甾醇基γ-PGA自组装胶束,并以卵清蛋白(OVA)作为模型蛋白,研究其载药和释药性能.结果表明,制备的两亲性胆甾醇基γ-PGA自组装胶束平均粒径为299.6+ 27.3nm,粒径的多分散系数较窄(0.17),且具有较低的细胞毒性;其疏水核-亲水壳的纳米微结构对蛋白药物显示了良好载药性能,对OVA载药量可达118.8 μg/mg,包封率33.5％;体外释药结果显示,负载OVA的甾醇基γ-PGA自组装胶束能延缓蛋白的释放,释药速率与介质pH密切相关.     

综述——纳米材料与药物输递：基于介孔二氧化硅的多功能纳米药物输送体系研究进展

介孔二氧化硅因具有有序介孔结构、比表面积大、生物相容性好及表面易于修饰等特点, 在生物医药等领域显示出了极大的应用前景, 目前, 基于介孔二氧化硅的纳米药物输送体系已成为众多科研工作者研究的热点. 本文讨论了靶向修饰及成像等多功能化的介孔二氧化硅药物输送体系的研究进展, 同时详细介绍了一系列具有特定形态结构（如中空/摇铃状、纳米管等）的介孔二氧化硅基载药体系的制备、表面修饰及在其在药物输送、释放等领域的应用研究. 最后, 对目前介孔二氧化硅基药物输送体系（主要包括具有特定形态结构的介孔二氧化硅药物载体、多功能复合药物载体及可生物降解的介孔二氧化硅药物输送体系等）在实际应用中存在的问题进行了分析并对其未来的发展前景进行了展望.     

纳米盘技术在临床医学领域研究新进展

膜蛋白功能广泛,参与多种细胞活动,如细胞增殖分化、信号转导、物质运输等,近年来一直是生物医学领域研究热点之一.膜蛋白天然构象的稳定是维持其生物活性的关键因素,新型纳米材料纳米盘技术采用两亲膜支架蛋白在水相中稳定磷脂分子,进而自组装形成类似于天然磷脂双分子膜环境的盘状结构,为膜蛋白的研究提供了理想平台.与传统拟膜技术相比,纳米盘具有可溶性强、稳定性佳、尺寸可控、生物相容性高、半衰期长等优点,同时可精准设计选择性靶向,应用优势巨大.本文介绍了纳米盘技术在膜蛋白结构与功能研究中的应用,并重点综述了其在临床医学领域中的研究新进展,包括纳米盘作为疏水性药物、抗肿瘤靶向治疗药物的运输载体,具有高载药率、药物可控释、靶向功能的运载能力;作为小分子蛋白的拟膜环境对目标蛋白的亲和固定性和作为高密度脂蛋白的有效补充在心血管疾病中清除胆固醇的高效性和可控性.综上,纳米盘技术能够为未来膜蛋白相关研究以及其他临床疾病的诊断与治疗提供新方法与新思路.     

基于表面修饰的活体细菌药物及递送策略

活体细菌在多种疾病防治领域显示出巨大的应用前景。然而，以细菌为基础的“活体材料”在生物医药应用中普遍面临生物利用度低、作用缺乏靶向性、治疗效果不佳和安全性等问题。表面工程技术为克服上述问题，发展新型活体细菌药物及其先进递送平台提供了重要的手段。该文首先介绍了活体细菌表面修饰的物理和化学手段；进一步讨论了表面修饰后的活体细菌药物所具有的不良环境耐受性、特定作用位点靶向性和定向运动等优良特性；最后总结了表面修饰改造的活体细菌在肿瘤和肠炎等不同疾病的诊断、成像和治疗中的应用。这项工作将有助于推进细菌疗法和活体细菌药物的进一步发展与应用。     

壳聚糖衍生物及其胶束：特性、功能化修饰和在药物传递系统中的应用

壳聚糖是一种天然多糖,具有无毒、可生物降解、生物相容性等诸多优点,但水溶性差的自身特点限制了其在药剂学中的应用,而其经合理的结构设计、修饰和优化,可获得性能良好的两亲性壳聚糖衍生物,这些衍生物在水溶液中能自组装成具有良好药物传输性能（如载药量、稳定性、刺激敏感性、靶向性等）的胶束,并被广泛应用于构建药物传递系统,以改善药物的溶解性、靶向性、生物利用度及耐药性,降低药物的毒副作用。综述壳聚糖衍生物结构对其胶束药物传输性能的影响以及壳聚糖衍生物及其胶束的功能化修饰和在药物传递系统中的应用。     

自组装无载体纳米药物的研究进展

近年来，自组装无载体纳米药物由于具有高载药量、低毒副作用、合成方法简便等特点，在生物医药领域受到广泛关注，尤其在抗肿瘤和抗菌等方面具有广阔的应用前景和发展潜力。本文简述了无载体纳米药物自组装作用力，详细综述了目前自组装无载体纳米药物的制备方法，着重阐述了其在抗肿瘤、抗菌、抗炎和抗氧化等生物医学领域的应用及研究进展，最后讨论了无载体纳米药物面临的挑战和未来的发展方向，以期为合理设计更有效的自组装无载体纳米药物及其在临床应用提供理论依据。     

聚羟基脂肪酸酯纳米微球：结构特征、生物合成及其在生物技术和生物医药领域的应用

聚羟基脂肪酸酯（polyhydroxyalkanoate）PHA 纳米微球是很多微生物在营养失衡的情况下,在体内合成的一种可生物降解的细胞内聚酯,主要作为微生物的碳源及能量储备。天然 PHA 微球的内部是由疏水的聚酯链构成的疏水核心,其外层是由磷脂界膜及膜上嵌入或附着的包括 PHA合酶 PhaC 和 PHA 颗粒相关蛋白 PhaP 等蛋白构成的边界层。PhaC 通过共价键连接在PHA微球表面,而 PhaP 通过疏水相互作用吸附在 PHA 微球表面。通过将外源性功能蛋白与 PhaC 或 PhaP 进行融合表达,在重组微生物体内就能直接合成表面带有功能蛋白的纳米微球复合体。由于该纳米微球在微生物细胞内是以独立的包涵体形式存在,因此通过细胞破碎及离心等方法就能简便、有效地使其从细胞中分离并得以纯化。鉴于 PHA 微球这种表面易被修饰改造的特性,越来越多的功能蛋白通过与 PHA 微球表面蛋白（PhaC 或 PhaP）的融合表达,呈递在了 PHA 微球表面,使其成为一种廉价、高效的蛋白固定化及呈递的新技术。本文在介绍了 PHA 微球的结构特性及生物合成的基础上,着重综述了目前关于功能化 PHA 微球在蛋白纯化、固定化酶、生物分离、靶向递药、疾病诊断、成像技术及新型疫苗开发方面的研究现状及其未来在生物医药等领域的广泛应用前景。     

自组装ELP多肽的从头设计及其在生物医药领域中的应用进展

重组类弹性蛋白多肽(elastin-like polypeptides, ELPs)是一种通过基因工程方法合成的多肽聚合物,其结构由类弹性蛋白的肽段单元重复串连组成,具有刺激响应性、自组装特性、显著的弹性和良好的生物学特性,如低血小板黏附性和低免疫原性等,因此ELPs材料已被广泛应用于组织工程、药物输送和纳米生物器件制备等生物医药应用领域。本文综合了国内外文献报道,简要介绍了ELPs的性质,重点阐述了ELPs自组装的设计原理、结构及其在药物控释等生物医药领域中的研究与应用进展。