氢键介质的芳酰胺折叠体:从构象控制到功能演化

根据芳环上酰胺和氢键受体位置的不同,氢键介质的芳酰胺和酰肼折叠体可以产生折叠、螺旋、"之"字型、直线型及其他扩展型的构象.由于氢键具有较高的稳定性及芳酰胺固有的平面性特征,这一系列的芳酰胺寡聚体拥有较高的可预测的构象.芳酰胺骨架本身可以通过简单的酰胺键偶合反应构筑,而不同的官能团也可以选择性地引入到特定的骨架内部或其侧...     

血红素蛋白二聚、寡聚与多聚

血红素蛋白在生物体系中执行多种重要的生物功能,如氧贮存和运输、电子传递、生物催化和生物传感等。尽管大多数血红素蛋白是以单体形式存在,一些血红素蛋白在体外和/或体内,还会形成同源聚合物。本文综述了血红素蛋白的二聚、寡聚与多聚研究进展,包括肌红蛋白、细胞色素c、胞红蛋白,细胞色素b₅、细胞色素b₅₆₂、亚硝酸盐还原酶、血红素传感蛋白和血红素转运蛋白等,着重介绍其结构与功能以及多聚体分子设计的方法与应用。这些研究进展,一方面增强了我们对生物体系中血红素蛋白结构与功能关系的认识,另一方面也赋予了我们通过多聚方法设计功能蛋白来调控和利用血红素蛋白的能力。     

“十”字形自驱单元形成寡聚体的动力学行为

探索自驱粒子形状对自组装结构和动力学的影响是软物质研究的前沿课题.组装基元形成的寡聚体及其动力学是大量粒子形成组装结构的基础.本文设计了一种“十”字形自驱粒子,发现其可以形成数种不同构型的寡聚体,计算了寡聚体(二、三、四聚体)的均方位移、角速度、角速度分布概率、轨迹曲率分布概率等.寡聚体的运动行为可分为两类:一类是合力为零但力矩不为零,寡聚体进行小半径的偏心旋转;另一类是合力不为零力矩也不为零,寡聚体呈现大半径的偏心旋转.寡聚体的平动动力学在短时间尺度(大致约为1—2 s,与其角速度有关)都呈现超扩散现象,但转动速度受寡聚体结构影响;力矩越大,转动惯量越小,角速度越大.对于三聚体,轨迹曲率与角速度有关,角速度越大,曲率也越大.     

基于ThT荧光寿命检测蛋清溶菌酶蛋白寡聚体

采用时间分辨荧光技术, 检测了不同形态蛋白聚集体的荧光染料硫磺素T(ThT)荧光寿命. 利用蛋清溶菌酶体外制备了蛋白聚集体; 采用透射电子显微镜(TEM)及ThT稳态荧光检测了结合蛋白纤维生长的动力学曲线, 确定其形成寡聚体及纤维样聚集体的特征和时间. 通过时间相关单光子计数(TCSPC)技术测定了蛋清溶菌酶单体、 寡聚体和淀粉样纤维的ThT荧光寿命曲线, 并拟合、 计算其荧光寿命. 根据圆二色谱(CD)分析结果推测聚集体的结构不同导致其与ThT的结合状态不同, 从而影响ThT荧光寿命. 结果表明, 通过测定ThT荧光寿命可以区分蛋白单体、 寡聚体和纤维样聚集体, 并监测蛋白寡聚体的形成, 为后续病理蛋白聚集过程中形成寡聚体物质的监测提供了研究基础.     

聚集诱导发光分子寡聚体研究进展

分子聚集行为与细胞内多种代谢过程息息相关,如细胞衰老过程中色斑形成,Aβ肽在阿尔茨海默病病人的脑中聚集行为等.定量化的研究分子聚集效应对于研究分子间的弱相互作用,分子聚集成核过程至关重要.目前,针对聚集效应初期分子寡聚体形成过程的研究仍然处于初期阶段.聚集诱导发光(aggregation-induced emission,AIE)为研究分子聚集行为提供了一种直观、便捷的策略.但是,由于聚集过程的难以精细控制,定量化描述聚集分子数目与发光行为的关系仍然是巨大的挑战.本综述对近期制备聚集诱导发光分子寡聚体的工作进行汇总.根据形成分子寡聚体的作用力的不同,将目前构建荧光分子寡聚体方法分为以下4类:化学成键作用、主客体相互作用、DNA限域作用和微纳空间限域作用.进一步地,还讨论了分子聚集体的发光行为.通过本综述,有望推动AIE分子寡聚体发光性质的量化研究并为研究分子聚集成核过程带来一定的启示.     

生物矿化中的凝聚态化学

不同于研究体相或分子与分子之间的常规化学,凝聚态化学重点关注的是多层次结构的凝聚态物质,主要研究凝聚态物质的化学性质与功能、构筑机制、凝聚态物质之间的反应以及结构与功能间的关系,也是生物矿化研究中特别感兴趣的科学问题。生物矿化是通过有机基质调控无机矿物的生成,构筑具有多层次结构和特殊功能(如保护、传感和运动等)的生物凝聚态物质。研究生物矿化中的化学构筑与结构-功能关系,通过仿生矿化可以设计并制备具有类生物矿物结构和先进功能的仿生凝聚态材料。本文从凝聚态化学的角度介绍生物矿化和仿生矿化领域的概况以及取得的重要成果和新认识,重点综述了本课题组近年来受生物矿化启发,基于无机离子寡聚体的仿生新材料构筑和功能方面的研究成果。相信生物矿化将为新兴凝聚态化学的研究和发展提供良好参考,同时从凝聚态化学的新高度看待和指导生物矿化,也将促进生物矿化研究走向新的台阶。     

无机离子聚合与交联及其应用

传统无机材料合成遵循经典晶体生长方式,常以粉末颗粒形式存在,极大地限制了无机材料的性能.高分子材料通过单体的可控聚合与交联实现了材料的连续、可塑制备,极大地扩大了材料的应用范围.借鉴高分子化学中的封端策略,我们将无机离子寡聚体作为无机单体,替代了传统的离子前驱体,实现了无机离子化合物的聚合与交联,从而能够"像制造高分子一样制造无机物".本文从材料合成的角度出发,介绍了无机、高分子反应前驱体及材料制备模式,重点介绍了无机离子寡聚体及其聚合与交联过程,进一步展开介绍了基于无机离子聚合与交联在材料合成与应用方面的成果.无机离子聚合与交联反应体系的提出,在材料合成方面促进了高分子与无机化学的融合,一定程度上打破对传统无机材料合成的认知,为新型功能材料的合成提供新的思路.     

两亲性寡聚体Gd(Ⅲ)配合物的合成及肝选择性磁共振造影

小分子造影剂在体内存留的时间较短,被注射到体内后,在较短的时间内就会排出体外,所以在进行造影检查时,需要多次注射造影剂．一般大分子造影剂,比小分子造影剂[如二乙三胺五乙酸(DTPA)钆的配合物等]有更好的弛豫效能,而且大分子造影剂在体内停留的时间较长,能满足造     

条斑紫菜R-藻红蛋白及其晶体学的初步研究

从条斑紫菜(Porphyra yezoensis)中提取的天然R-藻红蛋白,在pH为7.5的0.05mol/L磷酸钾缓冲液中分子量为230000(23000)D;吸收光谱最大峰位于565nm,498nm及肩峰540nm;荧光发射最大峰位于578nm,正在进行中的X射线单晶衍射研究表明它结晶于菱面体空间群R3,按六方格子指标的晶胞参数为:a=6=187.5(2.5)和c=60.0(3.0);测定了晶体和母液的密度分别是1.215g/cm~3和1.070g/cm~3;蛋白质占据晶体体积的51.5％;讨论了在菱面体格子中晶体学不对称单位内可能包含分子量不大于8×10~4D的(αβ)_2的二聚体,在六方晶胞中三个直径为108,高为60的圆柱体状的分子,按空间群的对称性堆积成晶体。