细胞外基质 (ECM) 蛋白二级结构的动态构象变化对于调节体内各种细胞进程至关重要。然而，很少有研究报道利用合成聚合物模拟 ECM 蛋白的动态二级结构，控制其构象的转换以微调纳米级生物配体的可逆呈递，进而为研究细胞发育揭示细胞-ECM的相互作用机制提供新颖见解。

近日，华南理工大学的边黎明教授团队与香港中文大学王一教授、李刚教授合作，通过引入锌配位基序设计了一种基于合成聚合物的可折叠锌指 (ZnF) 二级结构类似物，克服了由自由聚合物链的随机运动产生的自由能壁垒，进而模拟蛋白二级结构的动态构象转换以调节细胞行为。

作者首先提出了基于聚乙二醇（PEG）的锌指二级结构类似物的设计策略：（1）通过理论计算获得自回避（SAW）聚乙二醇链折叠与展开状态之间的自由能差 (ΔG_fold)；（2）通过在聚乙二醇链末端引入锌离子-组氨酸的可逆配位（ΔG_end）来抵消ΔG_fold，进而实现锌指结构类似物在展开和折叠状态之间的动态构象转换。

作者进一步证明，与材料表面偶联的锌指结构类似物展开与折叠状态之间的原位构象转换可以呈现或隐藏生物粘附配体（RGD），从而可逆地调整生物粘附配体对细胞跨膜蛋白受体（整合素）的结合，进而控制干细胞的粘附和机械传感依赖性分化。

作者相信该工作通过“合理设计折叠合成聚合物-离子配位复合物模拟蛋白质动态二级结构”，可以为开发生物活性材料以调节多种细胞功能提供有价值的见解。