核糖体及细胞能量代谢参与的酵母细胞量子点生物合成机理研究

项目名称： 核糖体及细胞能量代谢参与的酵母细胞量子点生物合成机理研究

项目编号： No.21272182

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 谢志雄

作者单位： 武汉大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 生物合成纳米材料的相关研究备受关注。本课题组在国家自然科学基金项目（20677044）资助下，研究发现可在活细胞中可控合成不同粒径的荧光量子点，该体系不同于已报道的纳米材料生物合成体系，涉及细胞内原本不相干的两个生化反应在时空上的耦合，是一种新的细胞内生物合成模式；近期蛋白质组学分析发现生物合成的量子点结合有约280种蛋白质，其中有大量的核糖体蛋白和与细胞能量供给相关的蛋白质。本项目拟研究核糖体及蛋白在细胞内量子点生物合成中的作用，以及细胞能量代谢与量子点生物合成的相关性，其目的和意义在于：（1）揭示细胞内核糖体蛋白在CdSe量子点生物合成中的功能，解析细胞内CdSe量子点生物合成中Se2-的供体、贮存形态及转化方式，阐明负责蛋白合成的核糖体参与纳米材料生物合成的机理；（2）探讨细胞纳米材料生物合成过程中物质和能量代谢的一般规律，为探索低能耗、更为安全的绿色化学合成机理及方法提供参考。

中文关键词： 酿酒酵母；纳米生物合成；量子点；细胞能量代谢；细胞硒代谢

英文摘要： Biosynthesis of nanomaterials is attracting much attention of scientists interested in developing environmentally safe strategy for nanotechnology. Supported by National Natural Science Foundation of China (No. 20677044), we presented a green route for utilizing living yeast cells as a biosynthesizer to manufacture uniform fluorescent CdSe quantum dots with size controllability. The most important element of such novel strategy is the rational coupling of intracellular unrelated biochemical reactions in an appropriate space and time sequence, which is totally different from previous reports on the biosynthesis of nanomaterials. Further proteomic investigations on the biosynthesized CdSe nanoparticles indicated that the inorganic core of such nanoparticles is encapsulated by about 280 proteins, which is mainly involved in the ribosome assembly and cellular energy metabolism. In this project, our efforts will concentrate on the roles of ribosome and ribosomal proteins in the biosynthesis of CdSe quantum dots and the detailed correlation between energy metabolism and intracellular nanofabrication process. The intention and significance of this project are: (1) elucidation of the roles of ribosomal proteins in the biosynthesis of CdSe quantum dots and the nanomaterials biosynthesis mechanisms, and determination of

英文关键词： Saccharomyces cerevisiae；nanoparticle biosynthesis；quantum dots；cellular energy metabolism；cellular metabolism of selenium