人工膜催化反应研究获突破,动态调控模拟生命行为
2025-11-29 15:28
来源:东京科学研究所
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日本东京科学研究所与瑞士巴塞尔大学的联合研究团队在人工膜研究领域取得进展。他们通过催化化学反应成功实现了对人工膜动态行为的调控,使其模拟天然生物膜的物理变化。该成果发表于《美国化学会志》,为合成细胞技术提供了新方法。

研究团队设计了一种由蛋白质链霉亲和素与合成金属催化剂构成的人工金属酶。该酶被固定在脂质膜表面,能够催化闭环复分解反应,释放出的游离脂肪酸可改变膜的结构特性。领导该研究的金原和志教授表示:“这有点像赋予合成膜呼吸和反应的能力。通过控制膜表面的化学反应,我们可以让它像活细胞一样进行自我重组。” 这种催化调控策略首次实现了通过化学方法对人工膜动态物理行为进行编程。

分子模拟揭示了反应机制:催化剂活化前体释放的脂肪酸插入膜表面,改变膜的刚度与曲率,最终诱发相分离区域消失及膜分裂等可见变化。这种类生命行为的实现在于精确的催化调控,为开发能够感知并响应环境信号的智能材料奠定了基础。该研究展示了通过化学手段模拟类生命行为的新途径,对未来创新疗法与先进材料设计具有参考意义。

更多信息: Rei Hamaguchi 等人,《通过闭环复分解反应实现可编程人工细胞膜动力学》,《美国化学会志》 (2025)。

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