Angew. Chem. :小分子介导的蛋白质细胞内递送

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跨膜递送蛋白质具有重要意义,但往往需要大分子载体或者脂质体才能实现。近日,香港中文大学的夏江教授团队设计了一种分子量仅有666.8道尔顿的小分子,实现了蛋白质的细胞内递送。该团队基于sticker-spacer模型设计了一种光响应相分离荧光分子(PPFM),该小分子可通过液-液相分离 (LLPS) 在水溶液中凝结成荧光液滴。通过Norrish II型反应,该分子凝聚体可在405 nm LED灯的光照下20分钟内或在405 nm激光照射下3分钟内恢复到单体状态从而实现解聚。



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作者进一步证明此分子凝聚体可以进入多种哺乳动物细胞系。通过细胞器特异性的荧光追踪探针,作者发现该分子凝聚体并未富集于溶酶体、内质网、高尔基体和内体等细胞器中。加上代谢抑制剂干扰实验,作者推断分子凝聚体可能通过非传统能量依赖性途径进入细胞,而且并未定位于某个细胞器中。而且405nm的光照可以使得细胞内的分子凝聚体弥散到细胞的整个胞质中。

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因为分子凝聚体可以高效包裹蛋白质,作者利用此特性进行蛋白质递送实验。实验发现不同分子量(1.5 kDa到430 kDa)及等电点(pI 5.0到pI 12.4)的多肽及蛋白均可以被高效递送到细胞中,并在胞质中实现光触发的货物释放。蛋白质的递送效率高于前人报道的穿膜肽,和商业化的高分子PULSin相当。最后,作者用Saporin和β-半乳糖苷酶为例证明了分子凝聚体递送入细胞的蛋白质仍旧保持其功能及催化活性。


综合起来,该团队开发了一种小分子蛋白质递送体系,同时实现以下性质:1)荧光,2)形成相分离的分子凝聚体,3)光响应的分子凝聚体解聚,4)蛋白质跨膜递送,5)光触发的细胞质分布。

文信息

Photo-Responsive Phase-Separating Fluorescent Molecules for Intracellular Protein Delivery

Yishu Bao, Hongfei Chen, Zhiyi Xu, Jiayang Gao, Liwen Jiang, Jiang Xia


Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202307045




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