通讯作者：Aitziber L. Cortajarena

通讯单位：西班牙CIC biomaGUNE研究中心

研究内容： 

金纳米团簇因其具有的尺寸依赖的电子跃迁、强光致发光、光稳定性和生物相容性引起了人们广泛的关注。特别是蛋白质稳定的AuNCs (Prot-AuNCs)，其可以在温和的条件下合成，并在广泛的离子强度和pH下保持稳定，这使得Prot-AuNCs成为生物应用的理想体系。尽管在Prot-AuNCs的合成方面取得了重大进展，但在以往报道中合成的Prot-AuNCs PL量子产率(PLQY)有限仅达到6%。因此，设计高PLQY的Prot-AuNCs仍有待解决。本报道由西班牙CIC biomaGUNE研究中心Aitziber L.Cortajarena团队研究利用蛋白质工程作为一种多功能工具，合理设计金属结合蛋白来合成高光致发光蛋白稳定的金纳米团簇(Prot-AuNCs)。这种修饰改善了团簇的PL性能，从而可以在传感、生物标记、催化和光学具有广阔的应用前景。

要点一： 

这项工作表明了利用蛋白质工程作为设计蛋白质合成高光致发光AuNC的有效方法。不同的金属结合蛋白已经从具有特定金属结合位点的单一重复蛋白支架中发展出来。这些模板使我们能够理解金属配位残基和整体蛋白质环境对还原和生物矿化过程合成的Prot-AuNC PL性质的影响。

要点二：

所得的Prot-AuNC具有尺寸可调的色发射和优异的发光性能。在蛋白质支架的特定位置引入色氨酸残基，提供富电子的蛋白质环境，提高PLQY值，有利于从色氨酸到AuNC的能量转移。

图1：Prot-AuNC合成的蛋白质工程。

图2: 还原合成的Prot-AuNC的光致发光光谱。(A−D) 450 nm(虚线)的PLE检测和370 nm光激发的PL(实线)的Prot-AuNC包含N ((A) 1， (B) 2， (C) 3，和(D) 4) W₁(黑色)，H₁(红色)，C₁(蓝色)，H₂(品红)和C₂(绿色)模块。(E)在450 nm(虚线)和370 nm(实线)处检测到的Prot-AuNC C₂模块(绿色)、5(橙色)和6(紫色)。(F)含有越来越多的金配位模块W₁(黑色)，H₁(红色)，C₁(蓝色)，H₂(品红)和C₂(绿色)的Prot-AuNC在450 nm处的PL强度。

图3：生物矿化合成的Prot-AuNC的光致发光光谱。

图4：(A)还原和(B)生物矿化合成的Prot-AuNC的PL性质。

参考文献

Aires, A. Sousaraei, M. Möller, J. Cabanillas-Gonzalez, A.L. Cortajarena, Boosting the Photoluminescent Properties of Protein-Stabilized Gold Nanoclusters through Protein Engineering, Nano. Lett., 21 (2021) 9347-9353.