报告人简介：张文彬，2004年获得北京大学理学学士学位，2010年获美国阿克伦大学博士学位。北京大学化学与分子工程学院教授、博士生导师、特聘研究员。主要研究领域为高分子化学与物理和蛋白质工程。自独立开展工作以来，以“精密结构高分子”为中心，对高分子的设计、合成和自组装做了积极的尝试和深入的研究，致力于通过结合生物大分子和合成大分子的设计理念和独特基元，发展具有精密结构的非传统高分子，实现对其化学结构和物理结构的精准控制，以发展相应的功能材料。至今为止，已在Science, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem.Int. Ed., ACS Cent. Sci., Giant, Macromolecules等国际重要学术期刊上发表论文共166篇，其中132篇为第一或通讯作者，总他引6000余次。曾获日本化学会杰出讲座奖(2017年)、国家杰出青年基金（2019年）、BayerInvestigator Award（2021年）和中国化学会超分子化学青年创新学术讲座奖（2023年）等荣誉和人才计划。 

报告摘要：分子伴侣可以催化生物体中生物分子的组装。这种“催组装”现象在自然界中很普遍，但仍然未被很好地理解。在本工作中，我们基于明确的蛋白-蛋白相互作用对，理性设计了一个蛋白质模型催组装体系，可加速一个多肽-蛋白质“组装-反应”级联过程。该过程涉及 SpyCatcher-M13-SpyTag(DA) 和 SpyTag-YFP 之间的分子识别和重组、自催化的异肽键形成以及随后的分选酶 A(SrtA) 介导的环化，最终生成一个蝌蚪型拓扑蛋白质。当存在 0.1 当量的 CaM-SrtA（钙调蛋白和分选酶 A 的融合蛋白）作为催组剂时，组装过程可以显著加速，将初始速率提高约 12 倍，并将半衰期缩短约 21 倍。催化机制被明确理解为通过 CaM与M13的结合诱导M13从柔性构象转变为刚性螺旋构象，从而打开 SpyTag(DA) 的门控，使其更好地与SpyTag-YFP结合，生成偶联物，并进而通过 SrtA 介导的环化过程，使得M13不再倾向于与CaM结合，从而释放催组剂，完成催组剂的有效循环。利用实验可测量的动力学参数，我们通过速率确定步骤近似和微动力学建模方法模拟了该系统，并说明了每个参数对催组装效果的贡献。该结果不仅定量地与实验数据吻合良好，而且定性地也揭示了催组装的一般特征。许多参数只要高于特定阈值，就不会表现对催组装效果产生很大影响。这意味着大部分过程是处于快平衡的，只要足够快就不会影响催组装。但同时，催组装的效果常常受到某些关键参数的控制。这些参数必须在特定的窗口内，催组装才能与自组装产生差别。这个窗口的范围也取决于观察的时间尺度（组装时间）和空间尺度（底物浓度）。有趣的是，这个窗口的范围通常也是生物学中常常观察到的参数范围，从侧面佐证生命体系是催组装的大舞台。这些发现对于理解自然界的催组装和在现实中开发催组装相关的生物医学应用具有广泛的意义。