中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心科研人員利用溶液掃描隧道顯微鏡（L-STM）實(shí)現(xiàn)了酶控小分子組裝/解組裝動(dòng)態(tài)過(guò)程的STM成像。近期，Nanoscale 以Using L-STM to directly visualize enzymatic self-assembly / disassembly of nanofibers 為題在線發(fā)表了該研究成果。
小分子組裝/解組裝是自然界常見的一種現(xiàn)象，透過(guò)小分子組裝/解組裝可以了解很多生命運(yùn)行的深層機(jī)制。已報(bào)道的研究中，大多是先將小分子在溶液下完成自組裝，然后在真空環(huán)境下研究組裝后的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。在溶液環(huán)境下直接觀測(cè)小分子的實(shí)時(shí)組裝與解組裝過(guò)程，目前還未見報(bào)道。
強(qiáng)磁場(chǎng)中心陸輕鈾課題組之前已利用自主研制的高穩(wěn)定-低漏電流溶液掃描隧道顯微鏡（漂移速率 < 60 pm/min，漏電流 < 20 pA），在“逐行恒高成像”的新模式下獲得了EGFR等一系列蛋白分子的亞分子特征STM圖像，論文已發(fā)表于《納米研究》（Nano Research）。
在此基礎(chǔ)上，陸輕鈾課題組通過(guò)與中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)梁高林、強(qiáng)磁場(chǎng)中心王俊峰課題組合作，實(shí)現(xiàn)了表皮因子受體激酶（EGFR）主導(dǎo)的小分子解組裝動(dòng)態(tài)過(guò)程（見圖）和堿性磷酸酶（ALP）主導(dǎo)的小分子組裝動(dòng)態(tài)過(guò)程的直接觀測(cè)。獲得的高分辨率STM圖像清晰地展示了自組裝納米纖維的分子排列結(jié)構(gòu)；圖中納米纖維的寬度為2.9 ± 0.1 nm，納米纖維的取向和納米纖維內(nèi)的化合物分子之間夾角約為65°，均與理論值相一致。在分解酶與合成酶作用下，圖中化合物分子的實(shí)測(cè)分解與組裝速度分別為8.7 nm/min和5.1 nm/min。
該研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、合肥大科學(xué)中心以及中科院百人計(jì)劃等項(xiàng)目的支持。
(a) 小分子組裝/解組裝示意圖；(b) 表皮生長(zhǎng)因子受體激酶（EGFR）控制的解組裝動(dòng)態(tài)STM成像。
