可基因编码点击化学在材料合成生物学中的应用

对材料的结构与功能实现精准控制是材料学领域的根本挑战之一。很多生物大分子之间具有多种特异性的反应,利用这些特异性反应将生物大分子乃至活体细胞直接组装成更高级的结构提供了一种可能的解决方案。为了实现这种特异有效的组装,借鉴于传统的点击化学,可基因编码点击化学应运而生。这套新的蛋白质化学源于自然界微生物中的异肽键化学,通过基因编辑的方式控制功能化蛋白质分子的自组装反应,同时具有点击化学的高效等优点,经过多种优化之后在合成生物学中被广泛运用。其发展和应用有力促进了蛋白质工程、材料学与合成生物学的交叉融合。本文简要介绍了可基因编码点击化学在近年的应用,包括以多种非线性蛋白质分子为代表的蛋白质拓扑工程产物、多种具有不同功能的全蛋白质水凝胶材料、重组疫苗及工程活体材料等,并总结了其发展潜力。