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多肽自组装体的手性,由谁来定?

手性指物体与其镜像不重合的性质,如同人的左右手,互为镜像而不能重合。“手性法则的起源”被当今科学界视为最前沿的研究课题之一。小到中微子、手性分子、DNA螺旋结构,大到植物世界里的藤蔓、动物世界里的海螺甚至宇宙空间,手性与手性螺旋结构在自然界中无处不在。


分子水平上,手性可以通过手性中心的构型加以识别,超分子水平或者宏观水平上,螺旋结构则是手性的一种重要表达形式,它体现了物质世界的复杂性和特殊性。如何解释各个层次螺旋结构的生成动力、调节机制、功能特征等是各个领域科学家长期以来的研究课题。


分子的手性来源于连接四个不同基团的手性碳,但不同层次手性现象的内在联系尚缺少准确的认识。一般认为氨基酸残基的手性决定了多肽与蛋白质折叠和超分子聚集体(自组织)中的手性,但对手性传递规律和相关分子机制的认识并不清楚。近日,中国石油大学(华东)徐海教授(点击查看介绍)课题组在氨基酸手性对多肽自组装体手性的影响方面取得进展。


在前期研究的基础上,该课题的研究人员以自行设计的两亲性超短肽Ac-I3K-NH2为研究对象,设计了三组由不同手性氨基酸组成、互为对映异构体的Ac-I3K-NH2分子,同时利用原子力显微镜、圆二色光谱、扫描电子显微镜,结合分子动力学模拟,阐明了氨基酸残基手性组成与自组装纳米纤维手性螺旋之间的关系。研究结果表明,肽链C端赖氨酸残基(K)的手性决定了组装体纳米纤维的螺旋手性,N端疏水性异亮氨酸残基(I)的手性决定了组装体圆二色谱的信号特征。


这一成果最近发表在Journal of the American Chemical Society 上。文章的第一作者是中国石油大学(华东)的博士研究生王蒙,通讯作者为王继乾教授、吕建仁教授和徐海教授。


该论文作者为:Meng Wang, Peng Zhou, Jiqian Wang, Yurong Zhao, Hongchao Ma, Jian R. Lu, Hai Xu

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Left or Right: How Does Amino Acid Chirality Affect the Handedness of Nanostructures Self-Assembled from Short Amphiphilic Peptides?

J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 4185, DOI: 10.1021/jacs.7b00847


徐海教授简介


徐海,中国石油大学(华东)化工学院教授,2002年获得石油大学应用化学专业博士学位,2003-2005年,在英国曼彻斯特大学进行博士后研究;主要从事两亲性短肽自组装及多肽生物材料的研究,已在国内外学术期刊上发表学术论文100余篇,其中近5年来在J. Am. Chem. Soc.Chem. Soc. Rev.BiomaterialsChem. Mater.Chem. Comm.Chem. Eur. J.BiomacromoleculesACS Appl. Mater. InterfaceSoft MatterLangmuir 等国际学术期刊上以通讯作者或第一作者发表学术论文40篇。


http://www.x-mol.com/university/faculty/15078


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