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JACS：中石大徐海團(tuán)隊(duì)在短肽自組裝分子設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)調(diào)控方面取得新進(jìn)展
來(lái)源：中國(guó)石油大學(xué) 2022-11-17
導(dǎo)讀：近日，中國(guó)石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院徐海教授領(lǐng)銜的生物界面與材料研究團(tuán)隊(duì)在短肽自組裝分子設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)調(diào)控方面取得新進(jìn)展，相關(guān)成果《基于D/L-氨基酸交替排列的α-Sheet短肽自組裝》（Peptide Self-Assemblies from Unusual α-Sheet Conformations Based on Alternation of D/L Amino Acids）在線發(fā)表于國(guó)際化學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊Journal of American Chemical Society上。論文第一作者為中國(guó)石油大學(xué)周鵬博士，通訊作者為中國(guó)石油大學(xué)徐海教授和英國(guó)曼徹斯特大學(xué)呂建仁教授，中國(guó)石油大學(xué)（華東）為第一署名單位。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和中國(guó)博士后科學(xué)基金項(xiàng)目的聯(lián)合資助。
蛋白質(zhì)和肽自組裝不僅在生命體系中普遍存在，同時(shí)也是合成納米生物材料的有效手段之一。肽自組裝過(guò)程通常是一個(gè)分級(jí)組裝過(guò)程，初始階段基于肽鏈氫鍵所形成的二級(jí)結(jié)構(gòu)在最終組裝體的結(jié)構(gòu)有序性和性能方面發(fā)揮著決定性作用。盡管一些不常見(jiàn)的二級(jí)結(jié)構(gòu)很有可能導(dǎo)致新穎超分子結(jié)構(gòu)的形成和特殊性能的產(chǎn)生，但由于穩(wěn)定性較差，基于它們構(gòu)建有序肽組裝體仍然非常具有挑戰(zhàn)性。α-sheet作為一種罕見(jiàn)的二級(jí)結(jié)構(gòu)，最早由Pauling和Corey先于β-sheet提出，其主鏈羰基氧或酰胺氫在sheet中取向相同。但目前為止，還未見(jiàn)有基于α-sheet構(gòu)筑肽基超分子結(jié)構(gòu)和材料的報(bào)道。在本研究中，研究者提出了一種基于α-sheet新型肽自組裝體系的設(shè)計(jì)。通過(guò)主鏈中L-和D-型氨基酸殘基的交替，并利用亮氨酸強(qiáng)的螺旋構(gòu)象傾向，設(shè)計(jì)了類(lèi)表面活性劑自組裝肽Ac-LDLLDLK-NH2和Ac-DLLDLLDK-NH2。通過(guò)實(shí)驗(yàn)和模擬相結(jié)合的研究方法，排除了β-sheet二級(jí)結(jié)構(gòu)形成的可能性，并分析了α-sheet二級(jí)結(jié)構(gòu)和α-sheet納米管的形成機(jī)制和過(guò)程。由于α-sheet為極性sheet，基于該二級(jí)結(jié)構(gòu)構(gòu)筑的有序組裝體可能具有不同于β-sheet組裝體的特殊性質(zhì)。這項(xiàng)研究和相應(yīng)的肽設(shè)計(jì)策略對(duì)今后設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)新型肽自組裝體系具有重要的指導(dǎo)意義。徐海教授團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于多肽分子自組裝及功能化的研究，特別是短肽自組裝手性傳遞規(guī)律、多肽分級(jí)組裝機(jī)制和肽基超分子生物材料等方向的研究。團(tuán)隊(duì)在國(guó)家自然科學(xué)基金的持續(xù)資助下，累計(jì)在Nature Communications、Journal of the American Chemical Society、Small等國(guó)內(nèi)外權(quán)威期刊發(fā)表高質(zhì)量學(xué)術(shù)論文一百余篇，授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利二十余項(xiàng)，開(kāi)發(fā)了生物材料原創(chuàng)性技術(shù)多項(xiàng)，累計(jì)培養(yǎng)博士、碩士研究生近百名。參考資料：https://news.upc.edu.cn/info/1438/109572.htm
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