蛋白等生物大分子的组装在天然细胞中普遍存在。以蛋白组装成人工类细胞结构，即原细胞，是当前生物大分子自组装研究中的一大挑战。原细胞的构建将不仅能帮助人类探明在生命起源过程中非生命分子的作用过程，还可能获得更高级的结构和功能，在药物递送、组织工程、生物催化和生物传感等领域取得应用。 

在前期研究工作中，中国科学院过程工程研究所的科研人员通过二肽和卟啉的协同自组装创建了“多室”微球，该微球具备选择性摄取外源物质、光能捕获和能量转换等类原细胞功能(Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 2366-2370)。 

近日，该研究团队将二元组分协同自组装的思路扩展到了生物大分子体系。以人血清白蛋白和多聚赖氨酸为基元，通过静电共组装制备了一种新型的蛋白仿生原细胞结构，实现了生物大分子仿生原细胞纳米结构设计的突破。该设计的特点为仿生原细胞尺寸可以从纳米到微米尺度高度可控，且形成的结构粒径分布均一。纳米结构化设计的原细胞能够高效包载不同理化性质的小分子和大分子模型药物，并实现其细胞内的有效递送;在类细胞溶酶体的环微境中，原细胞表现出pH和氧化还原双重刺激响应性，趋于解组装，从而实现细胞内的控制释放。 

上述研究结果表明纳米结构化设计的蛋白仿生原细胞可作为理想的多功能载体，在未来的生物学诊断和治疗方面有着广阔的应用前景。 

该研究得到了中国科学院、中组部和国家自然科学基金委的大力支持。相关成果发表于Chem.Eur.J.2014,20,6880–6887，并被选为卷首插页进行了亮点报道。 

原文摘要：

Nanoengineering of Stimuli-Responsive Protein-Based Biomimetic Protocells as Versatile Drug Delivery Tools. 

Fenfang Zhao, Dr. Guizhi Shen, Dr. Chengjun Chen, Ruirui Xing, Dr. Qianli Zou,Prof. Dr. Guanghui Ma andProf. Dr. Xuehai Yan. 

We present a general strategy to nanoengineer protein-based colloidal spheres (biomimetic protocells) as versatile delivery carriers with stimuli responsiveness by the electrostatic assembly of binary components (proteins and polypeptides) in association with intermolecular disulfide cross-linking. The size of the colloidal spheres, ranging from nanoscale to microscale, is readily tuned through parameters like protein and polypeptide concentration, the ratio between both, pH, and so on. Moreover, such colloidal spheres show versatile encapsulation of various guest molecules including small organic molecules and biomacromolecules. The pH and redox dual-responsiveness facilitates the rapid release of the payload in an acidic and reductant-enriched ambient such as in lysosomes. Thus, nanoengineering of protein-based biomimetic protocells opens a new alternative avenue for developing delivery vehicles with multifunctional properties towards a range of therapeutic and diagnostic applications.