作为生命的基本结构单元，蛋白质较传统合成高分子具有更出色的均质性和生物相容性。以蛋白质为基底制备蛋白基凝胶，独特之处在于它们可以模拟自然体内的生物过程，提供一种更贴近生物体验的治疗方法，以精确作用于特定疾病或异常细胞，从而提高治疗效果。基于这一科学观点，李昕宇团队以化脓性链球菌类胶原蛋白Scl2为基底，通过人工合理设计，开发出系列蛋白基凝胶，用于治疗糖尿病导致的难愈性创伤，并已推进至临床实验阶段。

首先，该团队针对“蛋白基水凝胶受到反应条件限制和化学交联剂使用导致蛋白活性下降或变性”这一科学问题，通过对Scl2类胶原蛋白引入稳定性序列、细胞粘附多肽、配对式半胱氨酸等功能性基团，制备出具有“分子识别+自发键合”性质的纯蛋白凝胶，无需任何交联剂添加，即可形成蛋白基凝胶。研究表明，该蛋白凝胶具有良好的生物相容性，可作为细胞外基质促进细胞生长，同时可改善糖尿病难愈性创伤修复。该研究成果与内蒙古自治区人民医院合作，获批内蒙古自治区科技计划项目，并开展临床实验。同时，该成果以“Genetically encoded in situ gelation redox-responsive collagen-like protein hydrogel for accelerating diabetic wound healing”为题目，以封面文章形式发表于工程技术期刊Biomaterials Science (二区，IF=6.6，DOI: 10.1039/d3bm01010d)。

基于上述成果，该团队为进一步改善该蛋白凝胶的性质，通过引入定向进化后的“锌指蛋白（Zinc-Finger）”制备出具有高锌离子结合能力的类胶原蛋白（Zn-eCLP3）。相较目前市场化胶原蛋白，该蛋白表现出更强的锌离子结合能力，从而结合锌离子而表现出更强的抑菌效果。该蛋白可通过“锌离子配位”实现交联，形成蛋白凝胶。进一步研究结果表明，该蛋白凝胶细菌抑制率可达99%，同时可有效促进创伤修复，改善创伤修复过程中细菌感染等问题。该成果在生物大分子期刊International Journal of Biological Macromolecules（一区Top, IF=8.2，doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.127592）上以“Genetically encoded zinc-binding collagen-like protein hybrid hydrogels for wound repair”为题目全文发表，同时被Reference Citation Analysis (RCA)数据库收录。

这些研究工作得到了国家自然科学基金（22365022）、内蒙古自然科学基金（2022QN03014）、中央支持地区发展项目（2022ZY0050）、人兽共患病防控技术研究创新团队项目（2022LJRC0009）、内蒙古青年科技英才项目（NUYT23092）及内蒙古科技计划项目（2023YFHH0010）的资助。内蒙古大学生命科学学院博士研究生贾爽、王杰为这些研究的共同第一作者，李昕宇为通讯作者。