Vor kurzem Li Zhou, die Forschungsgruppe und Shenzhen Graduate School der Universität Peking, Beijing Institute of Nano Energie und Chinesische Akademie der Wissenschaften Lizi Gang Task Force, Wang Wei, die Forschungsgruppe Zusammenarbeit und ihre Anwendung in dem Energiespeicher Aspekt von α- helikalen Peptids Selbstorganisation eines neuen Modells in In China wurden neue Fortschritte erzielt, und relevante Forschungsergebnisse wurden in den jüngsten wissenschaftlichen Fortschritten der Wissenschaft veröffentlicht (DOI: 10.1126 / sciadv.aar5907).
Polypeptidmoleküle selbstorganisierende präzise Ebene (hierarchische Selbstorganisation), als von unten nach oben (bottom-up) Herstellung eines biologischen Materials Mikro erfüllt, in denen durch die bionics, Katalyse, Trennmaterial, das biologische Gebiet elektronischer Geräte zu mehr Aufmerksamkeit als anorganische Nanomaterialien Molekül Polypeptid, das eine Vielzahl von Quellen, natürlich biologisch abbaubar, gute Biokompatibilität und andere Merkmale leicht modifiziert FF (F: Phenylalanin) mit Dipeptid und seine Derivate. durch eine Reihe von physikalischem, dargestellt (feldunterstütztem Verfahren, ein Magnetfeld-Verfahren unterstützen, eine Temperatur des Sekundär, Ultraschall gestütztes Verfahrens) und chemische (pH, Lösungsmittelverfahren, katalytisch) Verfahren, eine präzise Steuerung der molekularen Selbstorganisation Route Polypeptid, Polypeptid-Nanoröhrchen erhalten eine Reihe von Mikro-Nanomaterial mit einer spezifischen Struktur Polypeptide Nanofasern, Nanodrähte, Gele, Nanoquantenpunkte oder diese Materialien haben gute Halbleitereigenschaften, oder weisen eine ausgezeichnete Flexibilität und spezielle optische Eigenschaften. wie beispielsweise eine flexible mit Superkondensatoren / Batterien, piezoelektrische Vorrichtungen, Biosensoren, photoleitfähige Vorrichtungen und biomedizinische Anwendungen sind weit verbreitet.
Polypeptid, das durch die molekulare Selbstorganisation Einstellung ist nicht-kovalente Wechselwirkungen zwischen Polypeptidmoleküle, wie van der Waals-Kräfte, Wasserstoffbrücken-Netzwerk, hydrophobe Wechselwirkung, π-π-Wechselwirkungen, usw., um ein Polypeptid-Molekül, unter Bedingungen der Langspielraum zu erreichen bestellt bedeutet. aufgrund der komplexen und unterschiedlichen Polypeptid-Molekularstruktur, Molekular Polypeptidsequenz Veränderung resultiert in unterschiedlicher Natur. So wird die vorhergesagte Polypeptid molekularen Selbstorganisation und entwickelt mit großen Schwierigkeiten. frühen Studien auf dem Polypeptid konzentrierte sich auf selbstorganisierenden amphiphilen Polypeptidmolekül, [beta] gefalteter Polypeptid ein cyclisches Polypeptid-Molekül DLD Ende zu Ende, und FF Dipeptid-Molekül. für komplexere selbstorganisierende helikalen Polypeptid, selten berichtete. der Grund dafür ist, dass die untere helikalen Polypeptid Entropie, Wasserstoffbindungsnetzwerk im Innern des Polypeptids blockiert wird ist es schwierig, ein Netz von Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Molekülen zu bilden. so wie der komplexeren Polypeptid, das einer Sekundärstruktur, wie beispielsweise Schrauben Polypeptid zu manipulieren mit einer kontrollierten Selbstorganisation zu erreichen, eines der Studie ist es schwer und schwierig.
Li Zhous Forschungsgruppe hat lange Zeit einer Reihe von Präparationen und Anwendungen implantierbarer Vorrichtungen auf der Basis biologisch abbaubarer Moleküle Aufmerksamkeit geschenkt und sie veröffentlicht.Aufgrund der großen Aussicht auf Polypeptidmoleküle in diesem Bereich betreibt die Forschungsgruppe Energiespeicherung und -sensierung von Peptidnanomaterialien. Die Forschung hat relevante Artikel in der internationalen Fachzeitschrift Small veröffentlicht.Vor kurzem haben Li Zhou und seine Mitarbeiter eine neue Methode zur Herstellung von Peptid-Nanomaterialien entwickelt, die auf einer chiralitätsinduzierenden Helix basieren. Durch die treibkraftseitige Schleifenwechselwirkung außerhalb der Hauptkette wird, um die Mängel des Fehlens einer treibenden Kraft für die Selbstorganisation des helikalen Polypeptid-Rückgrats zu überwinden, ein neuer Modus des Peptidanordnungsverfahrens realisiert, nämlich die sogenannte "seitenschleifengesteuerte" Peptidselbstanordnung. Auf der Grundlage einer solchen Idee führten die Forscher ein detailliertes Screening und eine Charakterisierung durch, verwendeten Pentapeptide als Modell und konstruierten und synthetisierten eine Reihe von Pentapeptidmolekülen mit chiralen Seitenringen, die als BDCP bezeichnet wurden Wenn die Struktur der Seitenring-Substituenten aromatisch ist, können die Polypeptidmoleküle zu Nanoröhren / Nanobandstrukturen zusammengesetzt werden.
Anschließend untersuchten sie den Mechanismus der Selbstorganisation von Polypeptiden, und durch die Kooperation mit zwei Forschungsgruppen der Graduiertenschule der Universität Shenzhen, Universität Peking, wurde die Kristallstruktur der Peptidstruktur vorhergesagt und ein Assemblierungsmodell für Polypeptidmoleküle erhalten Gute Übereinstimmung mit den experimentellen Ergebnissen: Die Ergebnisse zeigen, dass π-π-Wechselwirkungen zwischen Polypeptidmolekülen, S-π-Wechselwirkungen und Wasserstoffbindungsnetzwerke die Anordnung von Polypeptidmolekülen steuern, bei der Polypeptidanordnung Polarität und Nicht-Polarität Die Grenzfläche wird wiederum gebildet, und die Dipole in jeder der zwei polaren Schichten sind in der entgegengesetzten Richtung, so dass die Dipol-Wechselwirkungen innerhalb der Anordnung sich gegenseitig aufheben und die Anordnung weiter stabilisieren.Dies ist das erste Mal, dass S-π-Wechselwirkungen auf diesem Gebiet berichtet wurden. Beispiele für die Selbstorganisation von Peptiden.
Auf dieser Grundlage haben die Forscher weiteren optische und elektrische Eigenschaften des Materials untersucht in unterschiedlicher Anregungslichtbestrahlung zusammengebaut, kann die Anordnung Polypeptid von blau nach roter Fluoreszenz emittiert werden. Das Material gibt es eine große Potential von Anwendungen auf dem Gebiet der biologischen Bildgebung ist. In elektrische Tests, unter der Leitung von Zhou Li, Forscher die Speichereigenschaften des Polypeptids Baugruppe als Superkondensator aktives Material untersucht. 2009 Wissenschaftler aus Israel zum ersten Mal das zyklische Dipeptid von Phenylalanin ‚nano Wald‘ berichtet Material Anwendungsspeicherbereich. diese Studie ein Polypeptid Material mit guten mechanischen, elektrischen Eigenschaften, hohe Bindungs Polypeptid spezifische Oberfläche von Nanomaterialien, geeignete hydrophile und hydrophobe zeigte und ausgezeichnete elektrische Eigenschaften, usw., hat es die Speicher Polypeptid worden Erzeugung von flexiblen, implantierbaren, leicht, nicht verschmutzende Energiespeichereinrichtung möglicher Optionen. in dieser Studie vergleicht Forscher System die elektrochemischen Eigenschaften von vier Polypeptidmolekül, zeigen Material Polypeptid Ergebnisse, dass die Speichergröße über eine Polypeptidsequenz sein kann, Verordnung Zyklische Voltammetrie, galvanostatische Ladung-Entladung und andere elektrochemische Messmethoden werden verwendet, um zu beweisen, dass das Peptidmaterial eine gute Zirkulation hat. Qualitative und kapazitiven Eigenschaften des Vergrößerungsverhältnis höher als FF Polypeptidmaterial.
Die Studie nicht nur in Bezug auf die Materialvorbereitung von Polypeptiden wichtigen theoretischen Wert, sondern hat auch wichtige Anwendung Aussichten. Wissenschaftlicher Mitarbeiter Zhou Li Hu breit Task Force ist Co-erste Autor des Papiers und Doktor Li Hu die elektrochemischen Tests gemacht Beiträge Basierend auf den oben genannten Arbeiten führt die Forschungsgruppe von Li Zhou derzeit aktiv Untersuchungen zur Polypeptid-Energiespeicherung und Polypeptid-Piezoelektrizität durch.
REM-Aufnahmen der Struktur und Anordnung von Polypeptidmolekülen
Molekularstrukturvorhersage von Peptid-Assemblies
Elektrochemische Eigenschaften von Polypeptidanordnungen
