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JACS：中石大徐海團隊在短肽自組裝分子設計和結構調控方面取得新進展

來源：中國石油大學      2022-11-17
導讀：近日，中國石油大學化學化工學院徐海教授領銜的生物界面與材料研究團隊在短肽自組裝分子設計和結構調控方面取得新進展，相關成果《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）在線發表于國際化學領域權威期刊Journal of American Chemical Society上。論文第一作者為中國石油大學周鵬博士，通訊作者為中國石油大學徐海教授和英國曼徹斯特大學呂建仁教授，中國石油大學（華東）為第一署名單位。該研究得到國家自然科學基金項目和中國博士后科學基金項目的聯合資助。
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蛋白質和肽自組裝不僅在生命體系中普遍存在，同時也是合成納米生物材料的有效手段之一。肽自組裝過程通常是一個分級組裝過程，初始階段基于肽鏈氫鍵所形成的二級結構在最終組裝體的結構有序性和性能方面發揮著決定性作用。盡管一些不常見的二級結構很有可能導致新穎超分子結構的形成和特殊性能的產生，但由于穩定性較差，基于它們構建有序肽組裝體仍然非常具有挑戰性。α-sheet作為一種罕見的二級結構，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，還未見有基于α-sheet構筑肽基超分子結構和材料的報道。
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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計。通過主鏈中L-和D-型氨基酸殘基的交替，并利用亮氨酸強的螺旋構象傾向，設計了類表面活性劑自組裝肽Ac-LDLLDLK-NH2和Ac-DLLDLLDK-NH2。通過實驗和模擬相結合的研究方法，排除了β-sheet二級結構形成的可能性，并分析了α-sheet二級結構和α-sheet納米管的形成機制和過程。由于α-sheet為極性sheet，基于該二級結構構筑的有序組裝體可能具有不同于β-sheet組裝體的特殊性質。這項研究和相應的肽設計策略對今后設計和開發新型肽自組裝體系具有重要的指導意義。
徐海教授團隊長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律、多肽分級組裝機制和肽基超分子生物材料等方向的研究。團隊在國家自然科學基金的持續資助下，累計在Nature Communications、Journal of the American Chemical Society、Small等國內外權威期刊發表高質量學術論文一百余篇，授權發明專利二十余項，開發了生物材料原創性技術多項，累計培養博士、碩士研究生近百名。
論文鏈接：https://doi.org/10.1021/jacs.2c08425
參考資料：https://news.upc.edu.cn/info/1438/109572.htm


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