曲晓刚教授做客水木清华生命科学讲座
讲述“手性靶向DNA和淀粉样蛋白及其仿生催化的研究新进展”
2020年9月17日下午，中国科学院长春应用化学研究所曲晓刚教授应生命科学联合中心的邀请做客“水木清华生命科学讲座”。受疫情影响，本学期讲座采取线上线下相结合的方式进行，曲老师为广大师生带来了题为“手性靶向DNA和淀粉样蛋白及其仿生催化的研究新进展”的精彩线上报告。来自医学院、药学院和生命学院的众多师生在线上聆听了报告，报告由生命中心PI尹航主持。
图为曲晓刚老师线上讲座
学术报告总共分为3个部分：
首先，曲晓刚老师向大家介绍了手性金属超分子材料靶向四链DNA及其抗肿瘤研究。癌症干细胞（CSC）与抗癌药物的耐药性，转移和复发密切相关，但是，目前仍然没有可有效抑制CSC的临床批准药物。另一方面，DNA的手性分子识别在药物设计中起着重要作用。其中多态端粒G-四链DNA由于其在端粒酶活性和染色体稳定性中的重要作用而备受关注。在这里，曲老师课题组发现锌指状手性金属螺旋对映异构体[Ni2L3]4+-P，一种端粒G-四链体靶向配体，可以优先降低乳腺癌CSC中的细胞生长。进一步的研究表明[Ni2L3]4+-P可以抑制CSC的各种细胞功能并诱导乳腺癌CSCs凋亡。这是第一个报道的，手性配合物在消除CSCs方面显示出显着的对映选择性。
之后，曲老师介绍了手性靶向抑制阿尔兹海默症病变蛋白Amyloid聚集。由于具有α-螺旋/β-链结构的存在，β-淀粉样肽（Aβ）对手性环境十分敏感。Aβ链的取向和手性强烈影响其聚集。因此，对药物研发来说，手性偏好可能是一个关键问题。受自然立体选择性和β-折叠结构的启发，曲老师课题组合成了一系列d-和l-氨基酸修饰的多金属氧酸盐（POM）衍生物，包括带正电荷的氨基酸（d-His和l-His）和带负电荷的氨基酸带电（d-Glu和l-Glu）和疏水氨基酸（d-Leu，l-Leu，d-Phe和l-Phe），以调节Aβ聚集。实验证明，d-Phe修饰的POM对Aβ蛋白的抑制作用更强。此外，体内研究表明，手性POM衍生物可以穿过血脑屏障而发挥药效，即使在高剂量下细胞毒性也很低。
曲老师还介绍了新一代人工纳米酶与仿生催化的研究新进展。曲晓刚老师团队专注于对碳纳米材料（CNM）与DNA相互作用领域，其团队探索了CNM在纳米设备，传感，材料合成和生物医学中的应用。对于一维碳纳米管，二维石墨烯以及零维碳量子点与DNA相互作用的基本原理，结合方式和应用，旨在突出CNM在DNA分子识别领域中的重要地位。报告中，曲老师总结了单壁碳纳米管（SWNT）与双链，三链和人端粒i-基序DNA之间相互作用的发现及其有趣的应用。例如，SWNT可以选择性地稳定人端粒的i-基序DNA。基于此原理，曲老师团队设计了两种类型的纳米器件。一种用于高灵敏度检测细胞中SWNT的ppm水平，另一种用于监测i-基序DNA的形成。进一步的研究表明，SWNTs可能抑制活细胞中的端粒酶活性并引起端粒功能障碍。曲老师提出，该领域仍然存在许多挑战，基于CNM的DNA纳米技术及其生物医学应用将在不久的将来得到更多关注并产生新的突破。
报告结束后，曲晓刚教授和线上师生进行了广泛深入的学术交流，本次活动取得圆满成功。
人物简介：
曲晓刚教授，1995年长春应化所博士毕业。1996-2002，在美国密西西比大学和加州理工学院从事博士后研究。2002年至今，任长春应化所研究员，博士生导师，组建化学生物学实验室，同年获得国家杰出青年科学基金。主要研究领域，生物无机化学、化学生物学、生物物理化学。曲晓刚教授身兼英国皇家学会会士，稀土学报、高等学校化学学报、应用化学等期刊的编委，吉林大学生科院兼职博士生导师，中国化学会生物物理化学专业委员会副主任，化学生物学专业委员会委员，中国稀土学会理事，中国生物物理学会理事，纳米酶分会会长。主要从事化学与生物学的交叉研究领域。回国后发表影响因子10分以上的SCI期刊共一百七十余篇。
