关键词：苯丙氨酸基三肽，氨基酸序列异构多肽，苯丙氨酸，氨基-三肽-甲酯，葡萄糖氧化酶，脲酶

Sequence-Modulated Active Tripeptide Condensates for Tandem Catalysis

 Volume65, Issue13，23 March 2026，e17620

https://doi.org/10.1002/anie.202517620

一、研究背景  

液液相分离（LLPS）形成的生物分子凝聚体是细胞内动态无膜细胞器，主导各类生命活动；多肽基共凝聚体可模拟天然凝聚体的理化特性，是人工仿生细胞器的理想构筑基元。然而，现有多肽凝聚体体系存在分子结构复杂、液液相分离行为可控性差两大核心瓶颈，极大限制了其作为自适应人工细胞器的催化应用。

二、材料体系设计  

1. 三肽分子骨架  

以苯丙氨酸（F）为核心疏水单元，引入可变氨基酸X（G/A/V/I/L/M/F/Y等），设计FXF、FFX、XFF三种序列异构体，主链结构为氨基-三肽-甲酯，仅通过氨基酸序列排布差异调控相分离行为。  

2. 序列依赖的相分离行为  

相同氨基酸组成但序列不同的三肽，自组装形貌呈现显著分化：FXF发生液液相分离，形成液态凝聚微滴（condensates）；FFX自组装为纤维结构（fiber）；XFF则形成无序团聚沉淀（aggregates）。这一结果实现了仅依靠序列的极简调控，大幅降低了仿生凝聚体的分子复杂度。  

3. 酶响应动态相分离  

选取FMF三肽凝聚体，耦合两种功能酶构建pH动态响应体系：脲酶（Urease）催化尿素分解，使体系pH升高，诱导三肽发生相分离生成凝聚液滴；葡萄糖氧化酶（GOx）氧化葡萄糖产酸，使体系pH下降，促使凝聚体解离回均相溶液。该体系模拟了细胞内天然凝聚体可逆、动态的组装/解离特征。  

三、核心功能：限域串联催化  

1.独特双相富集能力：三肽凝聚体可同时包裹疏水性有机小分子催化剂与亲水性生物酶，打破水油底物互不相溶的反应壁垒；  

2.水相限域串联反应：凝聚微滴作为微型反应器，在单一水相体系内有序完成多步级联催化；  

3.人工细胞集成应用：将三肽凝聚体包封于脂质膜人工细胞内部，作为自适应亚细胞器，在微区空间内实现有序分区，高效驱动分区式级联催化反应。  

四、创新点总结  

1.极简分子体系：采用仅含三肽的短链多肽，依靠氨基酸序列精准调控液液相分离，简化仿生凝聚体的构筑过程；  

2.酶驱动动态可逆相分离：模拟天然细胞无膜细胞器的动态组装行为，具备环境自适应特性；  

3.双底物共富集催化平台：同步负载有机催化剂与生物酶，实现水相高效串联催化；  

4.人工细胞仿生应用：可作为内置亚细胞器，构建分区化人工催化细胞，为微型仿生反应器的开发提供全新思路。

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