自然界仅需有限的多肽结构基元，便可构筑功能多样的蛋白/多肽组装结构。然而，人工设计自组装多肽体系面临多重挑战：既要调控分子内相互作用以维持肽链正确折叠，又需精准设计分子间结合以驱动有序组装；同时还需平衡多肽的亲疏水性分布、结构动态性以及环境响应性等因素。这使得多肽设计普遍存在效率低、可预测性不足问题。如何基于简单通用的多肽模块，实现不同超分子组装结构的按需构建，一直是该领域的核心难题。

厦门大学化学化工学院姜涛（点击查看介绍）课题组长期致力于多肽设计和组装结构调控，已成功构建了组分可编码的多肽自组装纳米纤维（Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202303684, 点击阅读详细）和表面具有规整凹凸结构的多肽纳米片（Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202315296, 点击阅读详细）。受有机反应环形中间体启发，该课题组创新性地提出了“多面环调控组装策略”，实现相同多肽模块向多维超分子结构的可控构建。该成果发表于Journal of the American Chemical Society。姜涛教授和王斌举教授为共同通讯作者，王晨儒博士生和卢德鑫硕士生为共同第一作者。

图1. 三面环S的制备路线

采用两组二聚卷曲螺旋多肽1、2和3、4，通过分步连接（C–Pen二硫键和CuAAC点击反应）成功制备了三面环S。CD实验结果验证了两组多肽1、2和3、4间的二聚配对选择性、正交性以及卷曲螺旋二聚体的热稳定性。

图2. 三面环S与多肽2和4共组装成纳米三角形

通过三面环中的1和3分别与多肽2和4共组装，构建三角形组装体S。CD结果显示该过程形成了卷曲螺旋多肽结构。SEC分析表明共组装后形成离散组装体。AUC检测得到的组装体分子量与理论值相吻合，证实了共组装过程。

图3. 三角形组装体S结构表征

同步辐射SAXS数据与MD模拟结果相符合，显示溶液相存在离散且均一的纳米尺度三角形结构。定点纳米颗粒标记后的TEM图进一步证实了三角形组装体的形成。

图4. 二维模块化组装

制备两种三面环S，通过环间的多肽面选择性二聚，形成二维纳米片组装体。高分辨TEM图展示出相邻环间的对齐规整排列，并给出了组装体内三面环的尺寸信息。

图5. 一维模块化组装和曲率调控

通过多肽2掩蔽三面环中的1面介导一维共组装，形成多肽纳米线。进一步调控环中2间夹角，形成两种不同曲率的弧形纳米线。从TEM结果中测得的三种纳米线（S、M和L）的曲率值（极图圆圈）与MD计算值接近（极图色带），表明了一维组装体曲率的精准可控性。

总结

本文提出了“多面环调控组装策略”。该策略通过多肽间交联形成可控环形结构，基于环内多肽的组成、空间排布、粘合面暴露以及环柔性，实现对自组装结构的预先设定。基于此，仅利用两组二聚卷曲螺旋多肽，便成功构建了结构明确、形貌可调的多维度组装体，包括：纳米三角形、网格纳米片、曲率可调纳米线。这些研究结果为分子组装的理性设计提供了全新视角。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Shaping Peptide Assemblies Using Multifaceted Cyclic Tectons

Chenru Wang, Dexin Lu, Jiakang Li, Linyuan Chen, Xiaobing Zuo, Chuanliu Wu, Xian-Kui Wei, Binju Wang*, Yun-Bao Jiang, Tao Jiang*

J. Am. Chem. Soc. 2025, DOI: 10.1021/jacs.5c04788

导师介绍

姜涛

https://www.x-mol.com/university/faculty/364206