模拟生物分子螺旋结构新进展

在自然界中，许多天然生物大分子都采用螺旋或多螺旋结构。近年来，设计合成人工折叠螺旋化合物来模拟DNA和蛋白质等生命物质的结构和性质有着十分重要的意义，是超分子化学领域中一个富于挑战性的研究课题。

  

在中国科学院“百人计划”项目和国家自然科学基金委的支持下，中国科学院化学研究所光化学院重点实验室江华课题组与欧洲化学生物学研究所（法国）的科研人员合作，在超分子自组装研究中取得了新进展，成功地合成了一系列具有螺旋结构的喹啉酰胺寡聚物，相关研究工作发表在近期的德国《应用化学》（Angew.  Chem.  Int.  Ed.）上。

  

研究人员通过片段加倍合成法，成功地合成了分别含有2,4,8个喹啉酰胺结构单元的寡聚物。这些寡聚物通过分子内F---NH和N---NH氢键自组装成为单、双螺旋和四螺旋超分子体系（图1和2）。研究表明无论是在晶体中，还是在溶液中，这些多肽寡聚物都呈现相同的螺旋结构。研究人员还发现单螺旋必须通过增加螺旋间的距离才能够组装成为双螺旋超分子体系，并在此基础上提出了多螺旋结构形成的弹簧伸展原理（图3）。这和短杆菌肽（Gramicidin  D）有着十分相似的自组装机理。这些研究结果为探索合成新型人工合成折叠分子及其超分子结构提供了新途径。论文被接受后不久，Angew.  Chem.  Int.  Ed.把该论文选为“Hot  Paper”。