蛋白质淀粉样纤维是由蛋白质（多肽）自组装形成的一种纳米纤维，属于蛋白质的一种有序聚集体，直径为2~8 nm之间，长度可以达到20~30 μm。生物体内的淀粉样纤维可能与神经系统疾病（帕金森症、阿尔默茨海默氏症）、糖尿病等相关。多酚是水果、蔬菜、绿茶和其他天然产物中普遍存在的植物化合物。以往的研究均发现，多酚能够与疾病相关的淀粉样多肽相互作用，诱导其形成无序和无定形的聚集体，或者是改造、切断已经成型的蛋白质淀粉样纤维，从而发挥预防疾病的作用。

1981年，Science 杂志就报道，海洋中的贻贝之所以能够牢牢地吸附在几乎所有的有机物、无机物表面，就是因为其分泌的足丝蛋白中富含多酚类物质。多酚类物质扮演了胶黏剂的角色，与胶原纤维相互作用，极大地增强了足丝蛋白的强度。以往有关多酚抑制淀粉样纤维的研究结论与自然界中贻贝分泌的多酚黏蛋白作用机制之间似乎存在矛盾。基于这一悖论，作者试图探究多酚与高浓度淀粉样纤维相互作用是否会形成复杂的多层次结构。

在材料研究领域，由于淀粉样纤维具有独特的高比表面积和机械强度，作为模版或者结构单元在构建有序的纳米材料方面表现出独特的价值。在一定的制备条件下，食品球蛋白能够在体外形成淀粉样纤维。该工作首次发现，在高浓度淀粉样纤维的条件下，多酚类小分子化合物不但没有破坏淀粉样纤维结构，反而能够通过疏水作用、π-π共轭作用、氢键作用吸附到球蛋白淀粉样纤维的表面，驱动处于液晶态的纳米纤维超分子自组装，在空间形成饱含水分的三维立体网状多层次结构，即水凝胶。这种相互作用不依赖于对蛋白质的特殊选择性，水凝胶中的淀粉样纤维通过自身的物理结构特性（电位、疏水性、构象等），诱导食源性致病菌凝聚，进而破坏其细胞结构，实现广谱的抗菌作用。同时，对正常人体细胞没有影响，安全可靠。

图1. 多酚驱动食品球蛋白淀粉样纤维自组装形成广谱抗菌水凝胶的示意图

该研究完善了多酚与蛋白质淀粉样纤维相互作用的理论，发现在高浓度淀粉样纤维条件下，添加多酚能够通过补充“外源性”疏水、π-π共轭、氢键作用，驱动淀粉样纤维的自组装，形成具有广谱抗菌作用的水凝胶。该研究应用纳米技术，通过改变食品组分的存在方式（球蛋白转变成淀粉样纤维）以及食物组分之间的相互作用，调节食品品质、保障食品安全。同时，所构建的完全食品级的软物质在生物医药领域也具有较大的应用潜力。

这一成果近期发表在ACS Nano 上，文章的第一作者、第一通讯作者是南京农业大学食品科学技术学院的胡冰副教授。瑞士苏黎世联邦理工学院食品科学系的Raffaele Mezzenga教授为该论文的共同通讯作者。

该论文作者为：Bing Hu, Yang Shen, Jozef Adamcik, Peter Fischer, Mirjam Schneider, Martin J. Loessner, Raffaele Mezzenga

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Polyphenol-Binding Amyloid Fibrils Self-Assemble into Reversible Hydrogels with Antibacterial Activity

ACS Nano, 2018, 12, 3385, DOI: 10.1021/acsnano.7b08969

胡冰博士简介

胡冰，南京农业大学食品科学技术学院副教授；2011年于南京农业大学取得博士学位，2011年12月起就职于南京农业大学。

胡冰的主要研究方向是基于组分相互作用的食品加工基础学，从“分子尺度-纳米尺度-微米尺度-宏观尺度”多层次地探究食品品质与功能的形成机制；相关工作以第一作者在ACS Nano、Chemical Communications、Chemical Engineering Journal 等杂志上发表SCI论文16篇，其中1篇论文入选ESI高被引用论文；2016年江苏省优青。

http://www.x-mol.com/university/faculty/49652