华东理工大学田禾院士团队综述：荧光分子探针与超分子材料点亮膜受体

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        近期，国际顶级学术刊物《细胞》（Cell）的首个化学类子刊Chem在线报道了华东理工大学费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心田禾院士团队题为“Lightening up membrane receptors with fluorescent molecular probes and supramolecular materials”（“荧光分子探针与超分子材料点亮膜受体”）的综述论文。

       细胞膜表面普遍存在的受体蛋白是一类与细胞信号转导息息相关的生物大分子，可通过与内源或外源性配体分子的选择性相互作用调控细胞命运，并在特定情况下诱导人类重大疾病的发生与发展。然而，传统生化方法（如免疫标记法等）难以在细胞原位探测受体蛋白的动态表达与转位、更新等生物学过程，于是发展可高灵敏、原位捕捉膜受体蛋白生物学信息的化学分子探针是化学生物学领域的重要命题。

       针对这一关键科学问题，研究中心人员系统性发展了 基于荧光小分子探针与超分子材料的探测体系，实现了膜受体蛋白的高亲和力捕捉和动态示踪 。例如，合成了荧光“关开”型糖基折叠探针，实现了癌细胞（Chem. Sci. 2016, 7, 6325）与禽流感病毒（Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 13995）表面膜蛋白的原位示踪与高通量检测。为提升膜受体原位探测的精准度，发展了糖基光致变色探针，实现了远程光控的荧光“闪烁”式细胞成像（Nat. Commun. 2017, 8, 987）。除小分子探针外，还利用超分子复合策略构建了糖簇二维材料（Adv. Mater. 2013, 25, 4097; Adv. Mater. 2016, 28, 9356; Chem. Sci. 2015, 6, 1996）、糖簇纳米材料（Chem. Sci. 2016, 7, 4004; Small 2016, 12, 144; Small 2016, 12, 6562）及多肽簇二维材料（Adv. Mater. 2017, 29, 1604253），实现了癌细胞和临床癌组织切片的原位膜受体高亲和力、低背景光标记。此外，还拓展了具备双制式荧光信号的超分子二维材料，实现了两种不同受体蛋白（Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 3483）和人流感及禽流感病毒膜蛋白（Mater. Horiz. 2017, 4, 431）的同时检测。研究工作先后两次受邀英国皇家化学会权威综述期刊《化学会综述》撰写指南综述（Chem. Soc. Rev. 2015, 44, 4239; Chem. Soc. Rev. 2017, 46, 6687），并获得《中国科学：化学》、英国皇家化学会“Global challenges: Health & Food”专栏（该专栏旨在亮点介绍应对全球健康与食品重大挑战的优秀工作）、美国C&EN（化学与工程新闻网）和Materials Views China等国内外学术媒介亮点介绍。

        基于上述工作，该团队近期受邀于Chem杂志，以综述论文的形式总结了发展上述荧光分子探针与超分子材料的学术思路（Chem, DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.chempr.2017.11.006），为与重要生命过程和人类重大疾病相关的膜蛋白探测与示踪提供了新的分子探针工具。文章的通讯作者和第一作者分别为费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心 田禾 院士和 贺晓鹏 副研究员。该工作得到了“973”项目、国家自然科学基金优秀青年科学基金、“111”引智计划资金、上海市青年科技启明星等资助。