在过去的二十年里，生物材料的研究取得了重大进展，从传统的生物材料向具有可控结构和动态功能的生物材料转变。通过自组装开发生物材料已经探索了许多构建模块，自组装肽（SAps）由于其可调性和在组织工程、伤口愈合和疫苗接种等各种应用中的潜在用途而获得了特别关注。尽管有这些好处，基于SAps的方法在细胞内环境中还很少被探索。

幸运的是，由助理教授Takayuki Miki领导的来自东京工业大学(Tokyo Institute of Technology)的一组科学家已经报告了一种新的肽Y15，它可以很容易地形成二级结构，从而在活细胞中自下而上地合成功能性蛋白组装。他们的研究结果发表在《Nature Communications》杂志上。助理教授Miki解释说:“细胞环境是一个密集的环境，其中大分子占据了相当大的体积;在如此粗糙的环境中开发出相互作用的SAps是很困难的。幸运的是，我们能够创造一种从头开始的肽，它显示出在细胞内空间聚集的高倾向。”

为了利用这种自组装倾向，科学家们设计并合成了四种可变长度的Yn肽——Y9、Y11、Y13和Y15，以及阴性对照肽Y15(K9p)。Y15明显优于其他化合物，且在低缓冲浓度下快速自组装，形成β片状结构。Y15形成两亲性β链，其疏水面由酪氨酸(Tyr)残基组成，亲水面由谷氨酸(Glu)和赖氨酸(Lys)残基交替组成。因此，相邻的β链可以通过Tyr残基之间的疏水和芳香相互作用以及带负电荷的Glu和带正电荷的Lys残基之间的静电相互作用进行连接。

科学家们意识到Y15可能是液体中蛋白质组装形成的关键基序。为了评估Y15的组装机制，我们用一个模型蛋白——超级文件夹绿色荧光蛋白(sfGFp)对Y15进行了基因标记。他们发现它可以在试管中形成纤维结构。此外，当Y15-sfGFps在活细胞中表达时，它们通过形成簇来保持其自组装亲和力。多项实验证实了Y15-sfGFp在活细胞中的聚集性，证实了这些肽可以促进蛋白组装。

研究人员还能够通过将Y15与四聚体荧光蛋白Azami-Green融合来构建人工微型结构。因此，基于y15的装配体也可以被修饰成具有功能的蛋白质。此外，研究人员通过将Y15标记的Nck加入到基于Y15的超分子中，重建了Nck(一种适配器蛋白)簇。这导致了N-WASp(神经Wiskott-Aldrich综合征蛋白)介导的肌动蛋白聚合，而肌动蛋白在细胞运动中起着不可或缺的作用。基于Y15的组装有助于评估Nck畴价和密度依赖性的影响，因此可以作为细胞内重构研究的平台。

Y15 SAps比之前报道的基于蛋白质的标签要小得多。同样，基于SAps的系统的使用是明智和直接的，并且可以通过基因标记来优化功能。助理教授Miki总结说:“我们相信，SAps将为一系列应用奠定基础，如具有刺激反应性的簇形成、相分离的人工构成、天然蛋白复合物的重建等等。我们希望这种超分子组装的合理工程将为未来的细胞内研究铺平道路。”

我们一定要祈祷好运!

Intracellular artificial supramolecules based on de novo designed Y15 peptides

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