【创新前沿】Chem报道化学学院构建的光控“单分子火车”

    近日，华东理工大学费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心在分子机器领域取得新进展，相关研究工作以“A time-resolved single molecular train based on the aerolysin nanopore”为题，被国际顶级学术刊物Cell的首个化学类姐妹刊Chem报道。

    单个分子机器的构建与操控一直是分子机器领域面临的挑战。多年来，研究人员聚焦发展单个生物分子的电化学限域纳米孔界面，发展非平衡态测量新方法。最近，田禾院士和龙亿涛教授团队合作，在单个Aerolysin生物分子界面上成功构建了“单分子火车”。这一最小的“单分子火车”可以在电场力的作用下逐一通过单个Aerolysin分子界面。在紫外光照下，寡聚核苷酸侧链的trans-偶氮苯基团作为“低速齿轮”减慢“单分子火车”的速度（可至1.9 碱基/秒）。在可见光照下，cis-偶氮苯基团作为“高速齿轮”控制“单分子火车”速度（可至6.3 碱基/秒）。而实现对每一个光控单分子火车运动轨迹的高时间分辨测量则是利用了研究团队前期发展的动态高时空分辨测量装置系统。该研究成果为单分子机器的设计与测量提供了新思路。

图片说明：光控“单分子火车”

    该论文第一作者为应佚伦副研究员，共同通讯作者为龙亿涛教授及张隽佶副教授，并得到了田禾院士的悉心指导。

    近期，费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心在单个生物分子自组装界面取得了系列研究进展（Natl Sci Rev., 2018, DOI: 10.1093/nsr/nwy029），设计了单个位点可控的单分子传感界面（ACS Sens. 2018, 779），实现了单个碱基差异的灵敏识别（Anal. Chem., 2018, 90, 4268）。该工作得到了基金委创新研究群体及重大科研仪器研制项目的资助。

    原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2451929418302134