近日，化生学院化学系“生化分析与分子诊断研究团队”李梦圆教授在蛋白质捕获与功能调控方面取得重要研究进展，并在《德国应用化学》上发表研究性论文“Near-Infrared Light-Activatable Spherical Nucleic Acids for Conditional Control of Protein Activity”。

蛋白质功能的动态调控不仅对破译各种生物过程至关重要，还将有助于推动蛋白相关的生物医学应用。传统方法往往需要通过基因工程或者化学修饰手段对目标蛋白进行改性，不仅过程复杂繁琐，而且有可能导致目标蛋白的功能失活。

针对这一挑战，该团队开发了一种简单通用且非侵入性的策略来实现对蛋白质特异性捕获和活性可逆调控（图1）。通过将激活型DNA适体与上转换发光功能材料结合，构建了近红外光激活的球形核酸（SNAs）。该球形核酸对目标蛋白的识别功能被抑制，在近红外光激活下引起DNA适体构型恢复，从而激活球形核酸对目标蛋白的特异性识别、捕获和活性抑制。重要的是，当向该体系引入互补链DNA时，球形核酸的识别功能会再次被抑制，目标蛋白被释放且活性恢复，从而实现了蛋白质活性可逆调控。研究以凝血酶适体（一种常见的抗凝剂）为例，证明构建的球形核酸能够对人血液中的凝血酶进行特异性捕获和活性可逆调控，并进一步利用小鼠血栓模型验证了该体系可作为一种非侵入性调控的抗凝剂。由于适体的多样性和可筛选性，该策略可扩展应用到其它蛋白功能/酶活性的动态调控，并为基于蛋白靶向的精准诊疗提供了新思路。

图1.激活型球形核酸用于蛋白质可逆捕获及功能动态调控

该研究由国家自然科学基金支持完成。论文通讯作者为李梦圆教授，第一作者为化生学院博士后张婧芳。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202117562