近日，北京年夜学深圳研究生院李子刚研究组和其互助者于Science 子刊《Science Advances》于线发表关在α-螺旋多肽自组装新模式和其于储能方面的运用的最新研究结果；题为：Tuning peptide self-assembly by an in-tether chiral center，链接：http://advances.sciencemag.org/content/4/5/eaar5907。 多肽份子精准的层级自组装（hierarchical self-assembly），作为一种自下而上（bottom-up) 的生物纳微质料制备要领，其于仿生学，催化，物资分散，生物电子器件范畴遭到愈来愈多的器重。与无机纳米质料比拟，多肽份子具备来历广泛，自然可降解，生物兼容性好，易在润色等特色。以FF（F: 苯丙氨酸）二肽和其衍生物为代表，经由过程一系列物理（电场辅助法，磁场辅助法，温度辅助法，超声辅助法）及化学（pH，溶剂法，催化法）手腕，精准操控多肽份子自组装的路径，获得了多肽纳米管，纳米纤维，纳米线，纳米凝胶，纳米量子点等一系列具备非凡布局的纳微多肽质料，这些质料或者具有优良的半导体性子，或者揭示出优胜的柔韧性以和非凡的光学性子。于诸如柔性超等电容器/电池，压电器件，生物传感，光导器件，以和生物医学范畴获得了广泛的运用。 多肽份子自组装是经由过程调治多肽份子之间非共价作用，如范德华力，氢键收集，疏水彼此作用，π-π彼此作用等，来实现多肽份子于必然前提下长程有序摆列的一种手腕。因为多肽份子布局繁杂多样，多肽序列转变致使份子性子悬殊。是以，猜测以和设计多肽份子自组装具备很年夜的难度。早年终在多肽自组装的研究重要集中于两亲性多肽份子，β-折叠多肽，首尾相连的环状D-L-D型多肽份子，以和FF二肽类份子。对于在越发繁杂的螺旋多肽自组装，鲜有报导。缘故原由是螺旋多肽熵值较低，氢键收集被封锁于多肽内部，难以形身分子之间的氢键收集。是以，怎样把持具备越发繁杂的二级布局的多肽，好比螺旋多肽，实现可控的自组装，是今朝研究的重难点之一。 最近几年来，深研院李子刚课题组开发了多种螺旋多肽构建要领，此中包括手性引诱螺旋不变多肽系统（Chirality induced Helicity, CIH）。该要领的特色是经由过程于多肽侧环中引入一个特定位点的手性中央，可以实现对于多肽二级布局的调控。基在该系统，研究职员三木SEO-认为：可以经由过程主链以外的驱动力-侧环彼此作用，来填补螺旋多肽主链自组装驱动力不足的错误谬误，实现一种新型模式的多肽组装要领，即所谓的“侧环驱动”多肽自组装。基在如许一种构思，研究职员举行了过细的筛选及表征。他们以五肽为模子，设计合成为了一系列具备手性侧环的五肽份子，取名为BDCP （BeiDa cyclic peptide: 北年夜环肽）。成果注解，当BDCP为螺旋布局，且侧环代替基具备芬芳性时，多肽份子可以组装成纳米管/纳米带布局。 多肽份子的布局以和组装体的SEM照片。 北年夜深研院蒋帆博士及深圳晶泰公司张佩宇博士等对于多肽自组装的机理举行了研究。对于多肽组装布局举行了晶型猜测，获得了多肽份子的组装模子。该模子显示出了及试验成果优良的一致性。成果注解，多肽份子间的π-π彼此作用，S-π 彼此作用，以和氢键收集驱动了多肽份子的组装。于多肽组装体中，极性及非极性界面依次形成，且每一两个极性层的偶极子标的目的相反，如许使组装体内部的偶极彼此作用患上以彼此抵消，进一步不变了组装体。这也是该范畴初次报导S-π 彼此作用介入多肽自组装的例子。 多肽组装体的份子晶体布局猜测示用意。 于此基础上，作者进一步研究了组装质料的光学及电学性子。于差别引发光照射下，多肽组装体可以发出从蓝色到红色荧光。该质料于生物成像范畴存于巨年夜的运用远景。于电学测试中，课题组及北京年夜学深研院新质料学院王新炜课题组，以和中国科学院北京纳米能源与体系研究所李舟课题组互助，切磋了多肽组装体作为超等电容器活性质料的储能性子。2009年，来自以色列的科学家初次报导了环状苯丙氨酸二肽‘纳米丛林’质料于储能方面的运用。该研究显示了多肽质料具备优良的力学，电学性子，联合多肽纳米质料较高的比外貌积，适合的亲疏水性，以和良好的导电性子等长处，多肽储能成了下一代柔性，可植入，轻质，无污染储能器件的潜于选项。于本研究中，作者们体系的比力了四组多肽份子的电化学性子，成果注解多肽质料储能巨细可以经由过程多肽序列来调控。经由过程轮回伏安法，恒流充放电等电化学丈量手腕，证实CIH多肽质料具备优良的轮回不变性，倍任性以和高在FF多肽质料的比电容性子。 多肽组装体的电化学性子测试。 该项研究不仅于多肽自组装方面具备主要的理讲价值，并且具备主要的运用远景。文章配合一作是北京年夜学深研院卒业生胡宽（博士）以和2014级博士生江意翔。通信作者是北京年夜学深研院李子刚传授，配合通信作者为北年夜深研院王新炜研究员，蒋帆副传授，以和中国科学院北京纳米能源所李舟研究员。于研究历程中，获得了美国威斯康星麦迪逊年夜学Samuel Gellman传授的帮忙。该研究获得了国度天然科学基金委，科技部，以和深圳科创委果相干科研经费撑持。（文字/胡宽）
