通过蛋白分子工程制备高强蛋白粘合剂在生物医药等高技术领域具有重要应用价值。然而目前对粘附性蛋白的研究主要局限于一些海洋生物的结构蛋白，如贻贝足丝蛋白Mfp等。近年来，多种生物结构蛋白（如弹性蛋白、蛛丝蛋白）因其模块化的序列特征和优异的力学性能而备受关注。通过在分子尺度上调节结构蛋白氨基酸序列，有望实现结构蛋白材料特定的应用需求。然而，目前在粘附性蛋白的合理设计上仍存在许多瓶颈，特别是如何通过合理的模块设计有效调控蛋白的折叠结构和分子间相互作用，进而提升粘附性能仍然存在挑战。

本研究利用近期发现的一种可结合稀土离子的镧调蛋白LanM和一种带正电荷的类弹性蛋白，通过模块化蛋白工程策略实现不同粘附模块的组合，研制了一类稀土离子诱导增强的、可耐受潮湿环境和极端温度的新型蛋白粘合剂。

首先，作者通过融合表达和物理共混两种方式，组合镧调蛋白模块与类弹性蛋白模块，获得了四种模块化蛋白。在模块化蛋白体系中，类弹性蛋白模块与SDBS表面活性剂产生静电相互作用，驱动液液相分离和凝聚。镧调蛋白模块可以响应稀土离子诱导从无规卷曲到α-螺旋的结构转变，这对于改变模块化粘附蛋白的构象、提高其堆积密度、增强分子间/分子内相互作用，从而提高粘附性能至关重要。

稀土离子配位诱导的LanM构象转变可显著提升蛋白粘合剂的界面粘合强度，在铁底片上粘合强度可达31.7 MPa，优于目前报道的超分子或聚合物粘合剂。同时，稀土增强型蛋白粘合剂在极端温度（-196至200°C）下粘合强度保持稳定，同时具有良好的抗水性能，能够满足多场景应用需求。

此外，作者证实该稀土增强型蛋白粘合剂具有较高的生物安全性，在软组织底片具有高粘附能，能够实现动物模型皮肤伤口的封闭、促进再生以及动脉和器官伤口的快速粘合止血。

综上，该工作通过发展模块化蛋白工程策略，制备了具有超强粘附性能、耐极端温度和水下稳定性的蛋白粘合剂。稀土镧系元素诱导的构象转变增强了粘附蛋白的堆积密度，从而增强分子间相互作用，实现粘合剂性能提升。该工作为高性能生物材料的开发提供了一种通用的策略。