华南理工大学食品科学与工程学院教授陈文 组装脂质体新型复合物 把握大健康产业新风口

■文／徐 飞

“显微”技术日益强大，计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术等结合诸多其他先进科学，如生物化学、分析化学、蛋白工程，早让人类的科学技术水平进步到“纳米时代”。而这又反向引发了一系列科技革新。在食品工业领域，人们已亲身感受到了科技进步带来的福祉。

在核磁共振和蛋白质工程的基础上，华南理工大学食品科学与工程学院教授、博士生导师陈文以生物膜蛋白质为研究对象，结合纳米技术，发明了新型脂质体复合物的组装方法，并以此为基础优化抗体和小分子的体外筛选；同时发展了核酸适体的筛选平台，并完善了大分子和小分子的检测体系。其丰硕成果获得了业内同仁的关注和认可。

以“分子级穿透”促进食药科学进步

作为国家二级运动员，陈文同样成绩优秀，在数学、物理竞赛中多次获得满分奖和一等奖，也多次成为区里和市里的状元，高考成绩顺利超过北大分数线，后应中国农业大学校长陈章良邀请加入生命科学实验班，提前1年从中国农业大学获得本科学位，后进入美国仁斯利尔理工学院并于2012年获得博士学位。陈文拥有在默克药厂和Flagship Pioneering 投资公司的工作经历，并先后在汉密尔顿学院、哈佛医学院担任博士后、特聘科学家和研究员。

在哈佛医学院期间，陈文发明了SPLANDID 技术将生物膜蛋白质定向组装在纳米颗粒表面形成稳定蛋白脂质体复合物，该发明在食品工业中的小分子和病原检测、靶向分子递送，以及酶工程定向筛选领域展现了巨大的潜力。

用益生菌的膜蛋白质来刺激人的免疫和消化系统，以及对目标细胞进行精确递送是当前生命健康行业的热门和难点。传统的脂质体大小不均一且不稳定，极容易造成蛋白质的丢失。陈文利用化学修饰多种纳米颗粒，使之能够特异性的将膜蛋白质吸引到纳米颗粒的表面，在膜分子融合以后就形成拥有统一朝向、高纯度、高拷贝数且大小均一稳定的蛋白脂质体。陈文将携带有弱免疫原性 gp160 蛋白脂质体对豚鼠进行了刺激，在短时间内豚鼠就产生了大量特异性抗体。

该研究表明，SPLANDID 方法可以大幅度增强脂质体携带的蛋白质和脂成分在免疫和消化系统的被识别能力，并可以进一步与细胞展示技术结合进行和食品工程相关酶的定向进化筛选。SPLANDID 方法可对食品中目标分子的精确鉴定；几何级地提高酶定向筛选的效率；可进行精确的分子递送，并利用脂质体包裹并有效溶解多种食品成分，尤其是食品中的抗菌成分，进而杀死病原，检测毒素；还可用于化妆品行业的渗透增强剂。

同时，陈文对和疾病相关的多种生物膜蛋白质的复杂体系做了系统性的研究，提出并验证了利用可食用成分进行疾病治疗的分子机理。他开展了生物膜蛋白质和其他分子间相互作用的系统性研究，并发展了由分子结构导向的食品研发。陈文利用核磁共振、质谱和其他物理化学的方法，解析了一系列复杂生物膜蛋白质的高清结构，并通过结构来设计和鉴定具有调节功能的食品分子。

另外陈文改进了核酸适体的筛选平台，利用核酸适体和颗粒展示技术对目标分子进行特异性筛选，大幅度提高了针对特定分子的核算适体筛选的效率。

由于学术成绩显著，陈文多次在Nature、Cell 等国际顶级期刊发表论文，并拥有重要专利，受到美国农业部和美国垦务局的嘉奖。他还获得哈佛医学院华人生命科学杰出科研奖和中华海外磁共振协会年度科学家奖并长期受邀担任多家知名国际学术期刊的审稿人。

以“功能性定向”引领食品工业发展

2021年，陈文加入华南理工大学食品科学与工程学院。基于前期研究背景，陈文将具体研究工作目标定位在酶的定向筛选、由膜受体蛋白研发新的食品保存机制、食品安全检测和通过构效机制开发低升糖健康食品四个方面。

酶在生物技术、医药食品、基因治疗和环境保护等领域扮演了越来越重要的角色。天然酶存在诸如立体/区域选择性差、底物谱窄、催化效率低、稳定性差及产物抑制性等问题。特别是在非自然环境中，酶的稳定性会受到很大的影响，严重阻碍了其催化剂的广泛应用。酶具有混乱性，可以催化与其天然底物结构相似的非天然底物，只是活性会比较低。定向进化就是利用酶的混乱性这一特性，使得酶的适用范围得到几何级提升。

乙烯受体蛋白广泛存在于蔬菜和水果的细胞膜内，对于植物的成熟以及植物在干旱低温条件下的保存起到重要作用。乙烯受体是特殊的受体蛋白，它罕见地利用乙烯气态分子作为配体来进行信号传递。阐明乙烯气体和受体结合的分子机理对于完善对整个受体蛋白领域的理解，具有重要的意义。同时，根据乙烯受体结构可以设计出新型的、高效的结合分子来促进或者延缓蔬菜水果的成熟，延长保存期，对整个行业具有客观的经济学意义。

陈文将助力加强食品安全检测，并利用核酸适体研发新提纯技术。目前的食品安全问题主要包括化学危害、生物毒素、微生物危害、食品掺假、农药污染以及基因工程食品问题。当污染物和食品成分的物理化学性质非常接近，以及污染物含量较低但是毒性很大的时候，就需要进行高效、准确的鉴定，那么核磁共振技术和核酸适体应用就成为关键，而陈文将在此领域发力。

碳水化合物的消化性与糖尿病人的糖代谢密切相关，餐后血糖应答很大程度上取决于碳沉稳水化合物的消化速率，通过降低碳水化合物相关消化酶的活性可延缓葡萄糖的生成速率，维持餐后血糖稳定，改善餐后血糖负荷。目前研究已证实天然植物中的活性成分如多酚、多糖等对 α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶碳水化合 物代谢酶具有很强的抑制作用，但对于活性物质的分子结构及抑制机制尚不明确，极大地限制了其在低升糖指数健康食品方面的应用。而陈文将会基于前期学术经验，建立天然活性成分的构效机制，开发低升糖指数健康食品。

中国大健康产业正步入黄金期，2020年规模轻松破8 万亿元，预计2030年将增至16 万亿以上。加快大健康产业发展，一头连着民生福祉、一头连着经济发展，是推动高质量发展、创造高品质生活的内在要求。

紧跟国家发展形势，陈文积极投入到大健康产业发展中，为民生福祉改善助力，正为实现民族复兴“中国梦”而添砖加瓦。