江苏大学硕士生一作在《PNAS》发表最新研究成果

作者：杨超月

近日，江苏大学材料科学与工程学院、新材料研究院硕士研究生何文博(导师：潘国庆)在国际著名期刊《美国国家科学院院刊》《PNAS》上发表题为“Reversible dougong structured receptor-ligand recognition for building dynamic extracellular matrix mimics” 的研究工作。何文博同学为第一作者，潘国庆教授为通讯作者，江苏大学材料科学与工程学院为论文第一通讯单位。

论文链接：

https://doi.org/10.1073/pnas.2117221119

该项工作的研究思路源于万古霉素的抑菌分子机制。万古霉素是由东方链霉菌产生的一种环糖肽类抗生素，通过特异性识别细菌细胞膜外短肽D-Ala-D-Ala（AA），阻碍细菌细胞壁肽聚糖的合成而发挥抑菌作用。Van和AA短肽的相互作用是基于立体结构高度匹配的多重非共价作用，属于天然的受体/配体分子识别作用，具有可逆性，结合解离常数可达1.6 μM。该论文首先以Van与AA短肽的特异性分子识别作用为动态修饰策略，设计合成出具有天然生物分子响应性的动态生物界面，实现细胞行为的可逆调控。在此基础上，该论文还利用Van与AA的可逆结合作用以及Van的内在抗菌性，制备了动态交联结构的抗菌水凝胶材料。

在组织工程与再生医学领域，生物材料通常被用来发挥类似细胞外基质的作用，亦称为人工的细胞外基质。而细胞外基质具有明显的动态性，即，动态的活性和动态的结构。基于这一背景，潘国庆教授课题组长期致力于探索新型动态分子策略以及仿细胞外基质动态生物材料的设计工作。此次工作中，Van和AA的分子作用来源于自然，相比纯粹的动态化学策略（主客体化学、可逆共价化学等），具有生物来源性、特异性以及动态可逆的优势。而且，通过改变AA末端多样化的生物活性可实现多种细胞行为的动态调控，在细胞分离、医学诊断等方面潜力巨大。此外，Van具有内在抗菌性，由Van-AA动态交联得来的水凝胶生物材料不仅具有可注射、自愈合等性能，还具有内在抗菌性。因此在感染性组织修复和再生领域具有广泛的应用前景。总体来说，该项工作为仿细胞外基质动态生物材料的设计提供了全新的分子手段。

《PNAS》是Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America的缩写，为世界四大著名期刊（Nature，Science，PNAS，Cell）之一，也是被引用次数最多的综合学科文献之一，2021年发布的最新影响因子为11.205（2020）。该项工作是与苏州大学骨科研究所李斌教授团队、香港理工大学赵昕教授团队共同合作的成果，论文的发表得到了国家重点研发计划，国家自然科学基金面上项目、江苏特聘教授计划、双创团队及六大人才高峰等项目的资助。