《Angew》西湖大学王怀民：酸催化水解和酶促反应自组装水凝胶

活细胞中化学组装的时空控制仍然具有挑战性。最近，西湖大学科研团队开发了一个高效且通用的平台，以精确控制可广泛访问的活细胞中组件的形成。团队在自组装基序中引入了邻 [双（二甲氨基）膦酰基] 酪氨酸保护策略作为特洛伊木马，程序化的前体因此抵抗细胞内外磷酸酶的水解，因为酶裂解位点的暴露选择性发生在酸性溶酶体的环境。

图 1. A) 分子结构和 B) 体外多阶段化学反应的说明。C)通过多阶段过程在活细胞中特定部位构建纳米纤维的图示：(i) 分子的细胞摄取；(ii) Pro-1P-NMe 的 P-N 键的酸催化水解导致 1P 形成低聚物；(iii) 溶酶体中的酸性磷酸酶进一步诱导从 1P 到 1 的水解和 iv) 1 的自组装以形成缠结的纳米纤维水凝胶网络。

在通过液相色谱-质谱 (LC-MS)、低温电子显微镜 (Cryo-EM) 和圆二色性 (CD) 在体外证明了多阶段自组装过程后，团队研究了位点特异性自组装过程的形成。使用共聚焦激光扫描显微镜 (CLSM)、LC-MS 和生物电子显微镜 (Bio-EM) 在活细胞中组装。在时空上控制生命系统中的化学组装可能在超分子化学、材料科学、合成生物学和化学生物学中有应用。

图 7. A) Pro-1P-OEt 和 1P 的分子结构。B) 与 ALP (3.0 U/mL) 和 ACP (0.1 U/mL) 在不同 pH 值的水溶液中孵育后 Pro-1P-OEt的HPLC 光谱。C) Pro-1P-OEt 处理的 Saos-2 细胞的细胞裂解液和培养基上清液的 HPLC 谱。Saos-2 细胞的 CLSM 图像和 3D 构建与 D) Pro-1P-OEt、E) Pro-2P-NMe 和 F) Pro-3P-NMe 孵育 4 小时。Pro-1P-OEt、Pro-2P-NMe 和 Pro-3P-NMe 的浓度为 100 uM。

相关论文以题为Spatiotemporal Control over Chemical Assembly in Living Cells by Integration of Acid Catalyzed Hydrolysis and Enzymatic Reaction发表在《Angewandte Chemie International Edition》上。通讯作者是西湖大学王怀民博士。

参考文献：

doi.org/10.1002/anie.202109729