研究背景坚固稳定的水下胶在工业和生物医学领域以及日常生活中有着重要的应用。然而，为干燥应用开发的合成粘合剂通常在高湿度条件下表现不佳，因为它们倾向于与水而不是材料表面相互作用。即使某些粘合剂系统能够穿透固体表面的水合层，但在长期应用过程中，由于水合作用和水的分解，大部分固化胶水也会逐渐分解。相比之下，自然界中强大的水下粘附无处不在，从微观的细胞粘附到宏观的海洋生物与外部宿主的粘附。受这些生物的启发，一系列杰出的水下粘附系统通过儿茶酚群、聚电解质组装体和超分子结构的奇妙混合而精心编排。大多数系统都存在成本高、低原子经济性、操作繁琐、儿茶酚基氧化、肿胀导致粘连性降低等缺点。更重要的是，很少有蛋白质基粘合剂在水中具有与天然生物胶相媲美的粘附强度和稳定性。成果简介生物分泌的水下黏附蛋白极大地激发了水下胶的发展。然而，除了贝类黏附蛋白、甲壳胶结蛋白、卷曲蛋白及其相关重组蛋白等特殊的蛋白质外，一般认为，这些蛋白质是由贝类黏附蛋白、甲壳胶结蛋白、卷曲蛋白及其相关重组蛋白等组成的，因此，这些蛋白质不能转化为水下胶。近日，陕西师范大学杨鹏教授课题组证明了未折叠的普通蛋白质在水中通过淀粉样聚集表现出对表面的高亲和力和强大的内部凝聚力。以牛血清白蛋白(BSA)为模型蛋白，通过剪切二硫键，并用三氟乙醇(TFE)和尿素等稳定剂维持其未折叠状态，得到稳定的未折叠蛋白。稳定剂在水中的扩散使未折叠蛋白质的疏水性残基暴露出来，并使未折叠蛋白质聚集成固体块。因此，可以用几十种常见的蛋白质制备出一种坚固稳定的水下胶水。这种策略破译了普通蛋白质的一般密码，从而从丰富的生物质中构建出坚固的水下胶。这项工作以“Synthesis of robust underwater glues from common proteins via unfolding-aggregating strategy”为题发表在国际顶级期刊《Nature Communications》上。祝贺！杨鹏教授，2006年北京化工大学高分子化学与物理博士毕业，师从杨万泰院士。之后赴德国马普研究所胶体与界面部、美国杜克大学和日本东京大学做博士后研究。2022年入选美国斯坦福大学发布的“全球2%顶尖科学家”榜单。据陕西师范大学官网报道，化学化工学院杨鹏教授的“生物大分子可控聚集与界面粘附”项目，实现了学校自主培养的国家杰出青年科学基金项目的历史性突破。
文献信息Synthesis of robust underwater glues from common proteins via unfolding-aggregating strategy. (Nat. Commun. 2023, DOI: 10.1038/s41467-023-40856-z)https://www.nature.com/articles/s41467-023-40856-z
