澳大研究團隊首次解析中藥天然產物超分子冷凍電鏡結構

澳門大學中華醫藥研究院助理教授宋賀的研究團隊首次解析了中藥天然產物超分子納米纖維的高解析度冷凍電鏡結構。研究成果不僅揭示了該結構在單分子態下不具備的獨特抗真菌活性，亦證實其能精準破壞陰道炎致病菌白色念珠菌，為真菌性陰道炎感染治療提供了全新策略。該研究成果已刊登於國際權威期刊《Advanced Materials》。

超分子結構在自然界中廣泛存在。自20世紀50年代沃森與克里克以X射線繞射揭示DNA雙螺旋以來，科學家陸續發現Aβ等多肽或蛋白可自發組裝為螺旋狀超分子，並在阿茲海默症等疾病中扮演關鍵角色。然而，在中醫藥與天然產物領域，小分子活性成分能否自發組裝為具有治療功能的超分子結構，其分子自組裝機理及功能機制長期缺乏高解析度證據。傳統AFM、SEM或低解析度TEM雖可觀測膠體形態，卻難以提供原子級結構；即便應用冷凍電鏡，也因螺旋結構解析困難而多依賴動力學模擬，成為中藥劑學研究的關鍵瓶頸。

為突破此一局限，宋賀團隊以薑狀三七皂苷 R1 為研究對象，發現其在無需任何輔助劑的情況下，僅經簡單的熱—冷循環即可自發組裝為超分子水凝膠。研究團隊進而運用冷凍電鏡技術，成功在2.5 Å分辨率下重建出R1納米纖維的三維結構圖譜，解析出左手四起螺旋結構。高解析度數據不僅揭示了R1分子間精密的氫鍵與疏水相互作用，亦證實其超分子結構是抗真菌活性的分子基礎：R1水凝膠能特異性破壞白色念珠菌的細胞壁，導致細胞破裂與內容物外洩。

該研究由宋賀團隊（結構解析）與湖南大學生命醫學交叉研究院教授史俊鋒團隊（功能驗證）聯合完成，湖南大學博士生彭夢雲與澳大碩士生彭綺薇為共同第一作者。該研究獲澳門大學（檔案編號：MYRG-GRG2024-00283-ICMS-UMDF、SRG2023-00054-ICMS）及澳門特別行政區科學技術發展基金（檔案編號：0068/2023/ITP2、0007/2022/AKP、005/2023/SKL）資助。全文可瀏覽：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202503283。

薑狀三七皂苷 R1超分子納米纖維的冷凍電鏡結構