■文／徐 飛

“顯微”技術(shù)日益強(qiáng)大，計算機(jī)技術(shù)、微電子和掃描隧道顯微鏡技術(shù)、核分析技術(shù)等結(jié)合諸多其他先進(jìn)科學(xué)，如生物化學(xué)、分析化學(xué)、蛋白工程，早讓人類的科學(xué)技術(shù)水平進(jìn)步到“納米時代”。而這又反向引發(fā)了一系列科技革新。在食品工業(yè)領(lǐng)域，人們已親身感受到了科技進(jìn)步帶來的福祉。

在核磁共振和蛋白質(zhì)工程的基礎(chǔ)上，華南理工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師陳文以生物膜蛋白質(zhì)為研究對象，結(jié)合納米技術(shù)，發(fā)明了新型脂質(zhì)體復(fù)合物的組裝方法，并以此為基礎(chǔ)優(yōu)化抗體和小分子的體外篩選；同時發(fā)展了核酸適體的篩選平臺，并完善了大分子和小分子的檢測體系。其豐碩成果獲得了業(yè)內(nèi)同仁的關(guān)注和認(rèn)可。

以“分子級穿透”促進(jìn)食藥科學(xué)進(jìn)步

作為國家二級運(yùn)動員，陳文同樣成績優(yōu)秀，在數(shù)學(xué)、物理競賽中多次獲得滿分獎和一等獎，也多次成為區(qū)里和市里的狀元，高考成績順利超過北大分?jǐn)?shù)線，后應(yīng)中國農(nóng)業(yè)大學(xué)校長陳章良邀請加入生命科學(xué)實驗班，提前1年從中國農(nóng)業(yè)大學(xué)獲得本科學(xué)位，后進(jìn)入美國仁斯利爾理工學(xué)院并于2012年獲得博士學(xué)位。陳文擁有在默克藥廠和Flagship Pioneering 投資公司的工作經(jīng)歷，并先后在漢密爾頓學(xué)院、哈佛醫(yī)學(xué)院擔(dān)任博士后、特聘科學(xué)家和研究員。

在哈佛醫(yī)學(xué)院期間，陳文發(fā)明了SPLANDID 技術(shù)將生物膜蛋白質(zhì)定向組裝在納米顆粒表面形成穩(wěn)定蛋白脂質(zhì)體復(fù)合物，該發(fā)明在食品工業(yè)中的小分子和病原檢測、靶向分子遞送，以及酶工程定向篩選領(lǐng)域展現(xiàn)了巨大的潛力。

用益生菌的膜蛋白質(zhì)來刺激人的免疫和消化系統(tǒng)，以及對目標(biāo)細(xì)胞進(jìn)行精確遞送是當(dāng)前生命健康行業(yè)的熱門和難點。傳統(tǒng)的脂質(zhì)體大小不均一且不穩(wěn)定，極容易造成蛋白質(zhì)的丟失。陳文利用化學(xué)修飾多種納米顆粒，使之能夠特異性的將膜蛋白質(zhì)吸引到納米顆粒的表面，在膜分子融合以后就形成擁有統(tǒng)一朝向、高純度、高拷貝數(shù)且大小均一穩(wěn)定的蛋白脂質(zhì)體。陳文將攜帶有弱免疫原性 gp160 蛋白脂質(zhì)體對豚鼠進(jìn)行了刺激，在短時間內(nèi)豚鼠就產(chǎn)生了大量特異性抗體。

該研究表明，SPLANDID 方法可以大幅度增強(qiáng)脂質(zhì)體攜帶的蛋白質(zhì)和脂成分在免疫和消化系統(tǒng)的被識別能力，并可以進(jìn)一步與細(xì)胞展示技術(shù)結(jié)合進(jìn)行和食品工程相關(guān)酶的定向進(jìn)化篩選。SPLANDID 方法可對食品中目標(biāo)分子的精確鑒定；幾何級地提高酶定向篩選的效率；可進(jìn)行精確的分子遞送，并利用脂質(zhì)體包裹并有效溶解多種食品成分，尤其是食品中的抗菌成分，進(jìn)而殺死病原，檢測毒素；還可用于化妝品行業(yè)的滲透增強(qiáng)劑。

同時，陳文對和疾病相關(guān)的多種生物膜蛋白質(zhì)的復(fù)雜體系做了系統(tǒng)性的研究，提出并驗證了利用可食用成分進(jìn)行疾病治療的分子機(jī)理。他開展了生物膜蛋白質(zhì)和其他分子間相互作用的系統(tǒng)性研究，并發(fā)展了由分子結(jié)構(gòu)導(dǎo)向的食品研發(fā)。陳文利用核磁共振、質(zhì)譜和其他物理化學(xué)的方法，解析了一系列復(fù)雜生物膜蛋白質(zhì)的高清結(jié)構(gòu)，并通過結(jié)構(gòu)來設(shè)計和鑒定具有調(diào)節(jié)功能的食品分子。

另外陳文改進(jìn)了核酸適體的篩選平臺，利用核酸適體和顆粒展示技術(shù)對目標(biāo)分子進(jìn)行特異性篩選，大幅度提高了針對特定分子的核算適體篩選的效率。

由于學(xué)術(shù)成績顯著，陳文多次在Nature、Cell 等國際頂級期刊發(fā)表論文，并擁有重要專利，受到美國農(nóng)業(yè)部和美國墾務(wù)局的嘉獎。他還獲得哈佛醫(yī)學(xué)院華人生命科學(xué)杰出科研獎和中華海外磁共振協(xié)會年度科學(xué)家獎并長期受邀擔(dān)任多家知名國際學(xué)術(shù)期刊的審稿人。

以“功能性定向”引領(lǐng)食品工業(yè)發(fā)展

2021年，陳文加入華南理工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院?；谇捌谘芯勘尘埃愇膶⒕唧w研究工作目標(biāo)定位在酶的定向篩選、由膜受體蛋白研發(fā)新的食品保存機(jī)制、食品安全檢測和通過構(gòu)效機(jī)制開發(fā)低升糖健康食品四個方面。

酶在生物技術(shù)、醫(yī)藥食品、基因治療和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域扮演了越來越重要的角色。天然酶存在諸如立體/區(qū)域選擇性差、底物譜窄、催化效率低、穩(wěn)定性差及產(chǎn)物抑制性等問題。特別是在非自然環(huán)境中，酶的穩(wěn)定性會受到很大的影響，嚴(yán)重阻礙了其催化劑的廣泛應(yīng)用。酶具有混亂性，可以催化與其天然底物結(jié)構(gòu)相似的非天然底物，只是活性會比較低。定向進(jìn)化就是利用酶的混亂性這一特性，使得酶的適用范圍得到幾何級提升。

乙烯受體蛋白廣泛存在于蔬菜和水果的細(xì)胞膜內(nèi)，對于植物的成熟以及植物在干旱低溫條件下的保存起到重要作用。乙烯受體是特殊的受體蛋白，它罕見地利用乙烯氣態(tài)分子作為配體來進(jìn)行信號傳遞。闡明乙烯氣體和受體結(jié)合的分子機(jī)理對于完善對整個受體蛋白領(lǐng)域的理解，具有重要的意義。同時，根據(jù)乙烯受體結(jié)構(gòu)可以設(shè)計出新型的、高效的結(jié)合分子來促進(jìn)或者延緩蔬菜水果的成熟，延長保存期，對整個行業(yè)具有客觀的經(jīng)濟(jì)學(xué)意義。

陳文將助力加強(qiáng)食品安全檢測，并利用核酸適體研發(fā)新提純技術(shù)。目前的食品安全問題主要包括化學(xué)危害、生物毒素、微生物危害、食品摻假、農(nóng)藥污染以及基因工程食品問題。當(dāng)污染物和食品成分的物理化學(xué)性質(zhì)非常接近，以及污染物含量較低但是毒性很大的時候，就需要進(jìn)行高效、準(zhǔn)確的鑒定，那么核磁共振技術(shù)和核酸適體應(yīng)用就成為關(guān)鍵，而陳文將在此領(lǐng)域發(fā)力。

碳水化合物的消化性與糖尿病人的糖代謝密切相關(guān)，餐后血糖應(yīng)答很大程度上取決于碳沉穩(wěn)水化合物的消化速率，通過降低碳水化合物相關(guān)消化酶的活性可延緩葡萄糖的生成速率，維持餐后血糖穩(wěn)定，改善餐后血糖負(fù)荷。目前研究已證實天然植物中的活性成分如多酚、多糖等對 α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶碳水化合 物代謝酶具有很強(qiáng)的抑制作用，但對于活性物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)及抑制機(jī)制尚不明確，極大地限制了其在低升糖指數(shù)健康食品方面的應(yīng)用。而陳文將會基于前期學(xué)術(shù)經(jīng)驗，建立天然活性成分的構(gòu)效機(jī)制，開發(fā)低升糖指數(shù)健康食品。

中國大健康產(chǎn)業(yè)正步入黃金期，2020年規(guī)模輕松破8 萬億元，預(yù)計2030年將增至16 萬億以上。加快大健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展，一頭連著民生福祉、一頭連著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，是推動高質(zhì)量發(fā)展、創(chuàng)造高品質(zhì)生活的內(nèi)在要求。

緊跟國家發(fā)展形勢，陳文積極投入到大健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，為民生福祉改善助力，正為實現(xiàn)民族復(fù)興“中國夢”而添磚加瓦。