最新《自然·通讯》：自组装蛋白构成浮游砂壳纤毛虫耐化学腐蚀的壳生物材料

背景：生物材料在多个领域具有重要应用，但动物来源蛋白质生物材料的人工重现面临挑战。砂壳纤毛虫的壳结构精巧，对蛋白水解酶、强酸、强碱和高温具有惊人耐受性，但其化学成分长期未知。研究目的：本研究旨在鉴定砂壳纤毛虫壳的主要化学成分，并解析其结构与性能。结论：通过整合单细胞转录组学与壳蛋白质组学，研究团队鉴定出壳的主要成分为一类全新的自组装结构蛋白家族，命名为Tintinnidorin。该蛋白家族具有独特的模块-连接子架构和丰富的芳香族氨基酸，通过液-液相分离实现细胞内储存和胞外自组装。其反平行β-折叠核心提供机械强度，固有无序连接子赋予柔性，低等电点适应海水环境。该蛋白家族仅存在于砂壳纤毛虫中，在全球海洋中广泛分布。壳材料的耐受性、紫外光吸收能力、湿粘附和自组装特性，使其在生物材料设计方面具有巨大应用潜力，并为揭示蛋白质序列-结构-材料关系提供了便捷模型。