南京大学化学学院龙亿涛课题组

将膜蛋白Aerolysin的通道作为单分子界面，根据纳米孔道空间限域的原理，在特定点位进行氨基酸的定点突变，如谷氨酰胺（K238Q），构建成对单个DNA碱基及单碱基损伤具有极高的灵敏性的纳米孔道。在无需减速酶的情况下，将模型DNA链（dA4）通过纳米孔道的平均时间延长至上百毫秒量级，比现有生物纳米孔道过孔时间增加了2个数量级，是目前单碱基通过速度最慢的纳米孔道。实验表明，设计的纳米孔道单子分界面，能在随机DNA序列混合样品中直接鉴别了单个甲基胞嘧啶（mC）、氧化鸟嘌呤（oG）、异鸟嘌呤（I）等损伤的位置以及数量信息。

利用固态纳米孔道限域空间捕获和跟踪单个多肽/蛋白分子，发展了一种针对电化学离子电流的解析新方法，将单个多肽的瞬间构象变化转化为离子流轨迹变化，成功对β-发卡结构多肽的四种瞬态构象变换和折叠路径进行原位实时追踪。

基于Aerolysin纳米孔道对单个甲基差异的DNA的高灵敏识别，结合纳米孔道实验、分子动力学模拟以及频率能量谱的方法，阐明基团尺度差异分辨机制：通过单分子界面灵敏区域与分子间特有的非共价相互作用（例如：静电相互作用、范德华相互作用以及氢键等），诱导孔道内离子迁移率的特异性变化，从而造成特征阻断信号的差异。该策略有望用于构建单分子相互作用谱库，从分子层面上揭示生物分子结合及运动过程的新知识。

日本福井大学陈竞鸢教授应邀来访南京大学化学化工学院，并进行题为“Application of nanoelectrodes in analytical chemistry”的学术报告。

         陈教授与课题组同学面对面交流，教大家制作纳米电极。

“”发表在Chemical   Science, 2019, 10, 10728-10732.
 

构建石英玻璃纳米孔道三维限域空间，以三维空间内的动态离子流变化作为信号读出，成功揭示出β-淀粉样蛋白的实时动态聚集过程，有助于推进阿尔茨海默症致病机理的研究。

单个辅酶FAD瞬态构像读取：“”发表在Chemical Science, 2019, 10, 10400-10404.
 

基于限域Aerolysin单分子界面，并利用分子动力学模拟与离子流读出相结合的方法，确立了单个FAD分子构象和特征离子流变化之间的直接关系，直接读取出纳米孔道内单个辅酶FAD分子的瞬态构象变化，并成功确定了FAD分子四种构象转变中间体，有助于研究辅酶FAD以不同构象结合在黄素蛋白中的功能及其稳定性。
 

系统总结了生物纳米孔道单分子界面的设计、构建与应用，提出基于离子流频率指纹图谱的纳米孔道单分子音乐概念，以期用以构建单个分子相互作用谱库，从而在单分子水平解析发现瞬态生物化学过程中的新知识。
 

美国国立卫生研究院（NIH）国家生物医学成像与生物工程研究所（NIBIB）陈小元（Shawn. Chen）教授应邀来访南京大学化学化工学院，为我院师生做了题为“Reaction Oxygen Species Go Beyond Photodynamic Therapy”的学术报告。

英国帝国理工大学Joshua Edel教授和Aleksandar Ivanov博士应邀来访南京大学，分别为我院师生做了题为“Counting one molecule at a time: route towards rare event diagnostics”和“Nanoscale Strategies for Single-Molecule and Single Cell Analysis”的学术报告。