Only Perception: 綠色凝膠：由聚合物與蛋白製成

2008-04-19

綠色凝膠：由聚合物與蛋白製成

能發出螢光並對酸鹼值與溫度做出回應
Green Gel: Hybrid material made from polymers and proteins
fluoresces and respnods to pH value and temperature
http://www.physorg.com/news127733796.html

April 18, 2008

加州大學柏克萊分校（UCB）的研究者現在開發出一種新策略，自合成聚合物與蛋白質構成混合材料。他們也因此能將蛋白質的特定生物功能與塑膠有利的大量及加工特性融合在一起。

聚合物--蛋白混合材料能用於製造感應器、奈米機器部件或藥物傳遞系統。如同 Aaron P. Esser-Kahn 與 Matthew B. Francis 在 Angewandte Chemie 所報告的，他們成功地合成出一種發出綠色螢光的、生物可分解的凝膠，能夠對酸鹼值及溫度做出回應。

先前用以製造混合材料的製程倚賴相當特定的耦合（coupling，聯耦）技術，那無法用於某些蛋白質側鏈。相較之下，由 Berkeley 研究者所開發出的這種新方法可廣泛地適用（applicable），因為在原則上它適合任何蛋白質。

耦合發生在蛋白質鏈的兩端 -- 而這對於所有蛋白質均相同：一個胺基酸基與一個羧酸基。最初，二種平行但彼此獨立的（orthogonal，正交的）反應用以活化鏈的兩端。

這些接著附加到聚合物上特殊的、化學上的「錨點（anchor points）」。蛋白質因此與個別的聚合物鏈交叉結合成三維的網路，形成所謂的水凝膠（hydrogel）。水凝膠是種固體，凝膠狀的一塊由水合併在聚合物網路中構成。水凝膠一種眾所皆知的例子是軟式隱形眼鏡。

Francis 與 Esser-Kahn 選擇利用一種發出綠色螢光的蛋白與他們的聚合物鏈交叉結合。因為蛋白質即便附加到聚合物後，依然維持其正常的折疊樣式，發出螢光的特性也被保留下來：一整個發綠色螢光的凝膠。

這種混合物具有特殊的特徵：聚合物鏈的交叉連結專由蛋白質辦到。因為蛋白質會受到使蛋白質瓦解的 proteases、enzymes 所攻擊，故這些凝膠可被生物分解。這種蛋白的綠色螢光與 pH 相依。此凝膠也會跟著 pH 值作出反應。它只能在基本範圍內發出螢光；在微酸環境中，此凝膠不再發出螢光。提高溫度也能從此凝膠誘發反應。此蛋白在攝氏 70 度時變性，這壓制蛋白發出螢光，且導致凝膠收縮。

※ 相關報導：

＊ Protein-Cross-Linked Polymeric Materials through Site-Selective Bioconjugation
http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/abstract/118002890/ABSTRACT