学术活动

2017年名师导学系列讲座之十:生物材料的力学研究 ——记12月13日南京大学物理学院曹毅教授讲座


12月13日下午,物理学院的曹毅教授在潘琦楼国生报告厅为匡院和各个拔尖班的近两百位2016级同学开展了一场有关生物物理的讲座。曹毅教授在高分子自组装、蛋白质折叠与力学特性、单分子生物物理等方面有着多年的研究经验。在Nature Nanotech.、Nature Mater.、Nature Comm.、PNAS、Angew.Chem.等杂志以第一作者或通讯作者发表文章多篇。曹教授在题为“生物材料的力学研究”的讲座中从科普角度简要介绍生物物理前沿研究的科学知识。

引人入胜的开场之后,他又向同学们介绍了生物材料丰富的力学性能。例如人体中血管的延展性、肌肉的弹性、肌腱的韧性、骨骼的硬度;又如蛋白质材料:蜘蛛丝、蚕丝:轻、力学强度大,延展性好;贻贝足丝:生长于贝壳上,用足丝以固定自己,外层软,越靠近岩石(贝壳)越硬。可见与其他材料的力学性能相比,生物材料的力能性能非常广泛。

进一步,曹教授又谈了一些前沿的蛋白质研究进展,如多聚蛋白:用分子克隆方法,把质粒放于大肠肝菌中。他说典型多聚蛋白分子力谱曲线呈锯齿状,通过峰与峰间的距离可以知道蛋白质长度(通过力谱可以知道蛋白质结构信息);蛋白质折叠:通过改变delta,得到在不同时间折叠的概率,折叠的速率。他又科普了几种调控蛋白质力学强度的方法:改变蛋白质序列;改变溶剂条件(变性剂:如尿素);蛋白-配体相互作用提高力学强度(例:GB1结合hFC);通过特异性的蛋白-配体或蛋白-蛋白相互作用(通过是否加入配体,可能得到既有很好延展性又有很好力学强度的材料);结合金属离子提高力学强度。

讲座进行到最后,他对蛋白质力学的前景和接下来的工作进行了展望,主要有如下几点:从单个蛋白质到蛋白质复合物;蛋白质力学特性的可逆调控(光响应);蛋白质材料力学特性的理性设计;实验技术的进一步发展。

讲座结束后,同学们对生物物理这个交叉学科的兴趣相当浓厚,多位同学向曹老师请教问题,生物+物理到底等于什么,这个问题还需要大家在今后的学习研究中逐步给出自己的答案,讲座能给同学们带来很多启发与收获,更坚定同学们的向学之心。


(文/单寅飞 朱莉莉  图/王诗尧)



点击次数:295 更新时间:2018-01-02【打印此页】【关闭】