构筑多维多样化的蛋白质功能组装体,研究弱相互作用的协同性,实现对蛋白质组装体结构的调控,是本项目重点目标之一.控制蛋白质自组装方向则是实现规则蛋白质组装体的核心问题.对于蛋白质这样大的构筑基元,实现可控自组装需要多重相互作用的协同.本项目发展了多种蛋白质组装新方法,通过多重非共价协同作用成功实现了对蛋白质组装与解组装的调控.根据蛋白质谷胱甘肽转硫酶C2对称的结构特点,设计了两个V字形组氨酸和金属结合位点,利用基因突变技术获得该结合位点.为了精确控制蛋白质自组装，通过计算机模拟蛋白质间相互作用，在金属螯合位点附近获得了一个具有较强结合能力的多重非共价作用网。利用设计的金属螯合作用和多重非共价作用网的协同驱动，实现了对蛋白质组装方向的精确控制，成功获得了具有单一分布，半径相同的蛋白质纳米环自组装体。由于该多重非共价作用网主要以电荷相互作用为主，通过调节溶液的离子强度来调控蛋白质间的多重相互作用力，可以调控蛋白质组装的方向，从而实现了对纳米环大小的可控调控，成功获得了半径可调、均一分布的蛋白质纳米环。在此基础上发展了主客体驱动，金属螯合驱动的多种蛋白质组装新方法，并实现了对蛋白质组装的酶功能化与多酶集成。