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特约专论

拓扑蛋白质的设计与合成

杨婷婷,  达晓娣,  张文彬

随着拓扑的概念在化学领域中的引入和不断深化，拓扑结构在化学中也逐渐受到越来越多的关注。然而受其合成机制的限制，蛋白质的拓扑结构较为单一，多为线性。随着自然界中存在的非线性拓扑蛋白质（如环肽、套索肽、套索蛋白、打结蛋白以及索烃蛋白等）的发现，蛋白质的拓扑结构逐渐进入研究者的视野，研究者发现这些天然的拓扑蛋白质都表现出了一定的结构和性能优势，这吸引着研究者去系统地探究拓扑结构对蛋白质性能的影响，并尝试为蛋白质工程引入拓扑调控的维度。

张文彬课题组对近年来拓扑蛋白质的发现和合成相关研究工作进行了总结，从拓扑高分子合成的重大挑战出发，总结了目前自然界中存在的天然拓扑蛋白及其生物合成情况，通过总结合成拓扑高分子的研究进展以及天然拓扑蛋白质的合成机制，探讨了拓扑蛋白质的人工设计和合成策略，进一步提出该领域的挑战与机遇，指出其在蛋白质药物、工程酶等重要生物医药应用中的潜在应用价值，为蛋白质拓扑工程领域的发展奠定了一定的基础。

上述工作以题为“拓扑蛋白质的设计与合成”的专论形式发表于《高分子学报》2020年第8期“庆祝张俐娜院士80华诞专辑”上(高分子学报, 2020, 51(8), doi: 10.11777/j.issn1000-3304.2020.20065)，论文通讯作者是张文彬研究员。该课题得到了国家自然科学基金(No. 21925102，21991132)和北京分子科学国家研究中心创新研究项目(No. BNLMS-CXXM-202006)的支持。

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张文彬，男，1981年生，现任北京大学化学与分子工程学院特聘研究员，博士生导师。2004年和2010年分别获北京大学学士和美国阿克伦大学博士学位，之后先后在阿克伦大学和加州理工做博士后研究。2013年8月加入北京大学化学学院。主要研究方向为结合合成高分子和生物高分子的独特基元和设计理念，发展具有不寻常结构和性质的精密结构大分子 材料。获日本化学会杰出讲座奖(2017年)、国家杰出青年科学基金(2019年)等荣誉和人才计划。