เมื่อเร็ว ๆ นี้หลี่โจว, กลุ่มวิจัยและเซินเจิ้นบัณฑิตวิทยาลัยมหาวิทยาลัยปักกิ่ง, ปักกิ่งสถาบันนาโนพลังงานและจีน Academy of Sciences Lizi แก๊ง Task Force วัง Wei ความร่วมมือกลุ่มวิจัยและการประยุกต์ใช้ในด้านการจัดเก็บพลังงานของα-ลานเปปไทด์ด้วยตนเองประกอบของรูปแบบใหม่ในการ ความคืบหน้าใหม่ ๆ เกิดขึ้นในประเทศจีนและได้มีการเผยแพร่ผลการวิจัยที่เกี่ยวข้องในความก้าวหน้าวิทยาศาสตร์ล่าสุด (DOI: 10.1126 / sciadv.aar5907)
Polypeptide โมเลกุลตนเองประกอบระดับที่แม่นยำ (ลำดับชั้น-การชุมนุมด้วยตนเอง) เช่นการเตรียมการด้านล่างขึ้น (จากล่างขึ้นบน) จากวัสดุชีวภาพไมโครความพึงพอใจในการที่โดย bionics ปฏิกิริยาวัสดุแยกสนามทางชีวภาพของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ให้ความสนใจมากขึ้นกว่าวัสดุนาโนโมเลกุลอนินทรีเพปไทด์ที่มีความหลากหลายของแหล่งที่มาย่อยสลายได้ตามธรรมชาติกันได้ทางชีวภาพที่ดีและลักษณะอื่น ๆ ที่ปรับเปลี่ยนได้อย่างง่ายดายเพื่อ FF (F: phenylalanine) dipeptide และอนุพันธ์. ตัวแทนจากชุดของทางกายภาพ (วิธีสนามช่วยสนามแม่เหล็กช่วยวิธีอุณหภูมิรองวิธีการที่ช่วยอัลตราโซนิก) และทางเคมี (pH วิธีตัวทำละลายตัวเร่งปฏิกิริยา) วิธีการควบคุมที่แม่นยำของโมเลกุลตนเองประกอบเส้นทาง polypeptide, ท่อนาโนเพปไทด์ที่ได้รับ ชุดของวัสดุไมโครนาโนมีเฉพาะเส้นใยนาโนโครงสร้าง polypeptides, nanowires เจลนาโนจุดควอนตัมหรือวัสดุเหล่านี้มีคุณสมบัติกึ่งตัวนำที่ดีหรือแสดงความยืดหยุ่นที่ดีและคุณสมบัติทางแสงพิเศษ. เช่นที่มีความยืดหยุ่น มีการใช้กันอย่างแพร่หลาย Supercapacitors / batteries, piezoelectric devices, biosensors, อุปกรณ์เกี่ยวกับการถ่ายภาพและการใช้งานด้านชีวการแพทย์
Polypeptide โดยการปรับโมเลกุลตนเองประกอบเป็นปฏิสัมพันธ์ที่ไม่ใช่โควาเลนต์ระหว่างโมเลกุล polypeptide เช่นแวนเดอร์ Waals กองกำลังเครือข่ายพันธะไฮโดรเจนปฏิสัมพันธ์ชอบน้ำปฏิสัมพันธ์π-π ฯลฯ เพื่อให้บรรลุโมเลกุล polypeptide ภายใต้เงื่อนไขของระยะยาวได้รับคำสั่ง หมายความว่า. เนื่องจากการที่มีความซับซ้อนและมีความหลากหลาย polypeptide โครงสร้างโมเลกุลโมเลกุลลำดับ polypeptide ผลการเปลี่ยนแปลงในลักษณะที่แตกต่างกัน. ดังนั้นการคาดการณ์ polypeptide โมเลกุลการชุมนุมด้วยตนเองและได้รับการออกแบบด้วยความยากลำบาก. การศึกษาในช่วงต้นของ polypeptide มุ่งเน้นไปที่ตนเองประกอบโมเลกุล amphiphilic polypeptide [beta] polypeptide พับเป็นวงกลม polypeptide โมเลกุลปลาย DLD ถึงจุดสิ้นสุดและ FF dipeptide โมเลกุล. ซับซ้อนตัวเองมากขึ้นประกอบ polypeptide ลานไม่ค่อยรายงาน. เหตุผลก็คือเอนโทรปี polypeptide ขดลวดที่ต่ำกว่าเครือข่ายพันธะไฮโดรเจนในการตกแต่งภายในของเพปไทด์ที่ถูกบล็อค มันเป็นเรื่องยากที่จะรูปแบบเครือข่ายของพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุล. ดังนั้นวิธีการที่จะจัดการกับเพปไทด์ที่ซับซ้อนมากขึ้นมีโครงสร้างทุติยภูมิเช่น polypeptide ขดลวดเพื่อให้บรรลุการชุมนุมด้วยตนเองควบคุมหนึ่งของการศึกษาคือหนักและยาก
โจวและลีตามกองเรือรบออกเตรียมยาวและการใช้งานของชุดของโมเลกุลซึ่งเป็นไปตามอุปกรณ์ implantable ย่อยสลายทางชีวภาพ. ป.ร. ให้ไว้ polypeptide โมเลกุลสัญญาที่ดีในด้านกลุ่มวิจัยสำหรับการจัดเก็บ polypeptide วัสดุนาโนและการตรวจจับ งานวิจัยได้ตีพิมพ์เอกสารที่เกี่ยวข้องในวารสารวิชาการนานาชาติ Small เมื่อเร็ว ๆ นี้ Li Zhou และผู้ร่วมมือของเขาได้พัฒนาวิธีการใหม่ในการเตรียมวัสดุนาโนเปปไทด์ขึ้นอยู่กับ chirality-inducing helix จากระบบนี้นักวิจัยเชื่อว่า: โดยแรงผลักดันของห่วงโซ่หลักอื่น ๆ กว่า - ด้านการปฏิสัมพันธ์กับแหวนที่จะทำขึ้นสำหรับข้อบกพร่องลาน polypeptide กระดูกสันหลังตนเองประกอบแรงผลักดันที่จะตระหนักถึงวิธีการในการประกอบ polypeptide รูปแบบใหม่นั่นคือสิ่งที่เรียกว่า 'ด้านแหวนไดรฟ์' polypeptide ตนเองประกอบ-A พวกเขาใช้ pentapeptides เป็นแบบจำลองและออกแบบและสังเคราะห์ชุดของโมเลกุล pentapeptide ที่มี chiral side rings ชื่อ BDCP ผลการทดลองพบว่าเมื่อ BDCP เป็นเกลียว เมื่อโครงสร้างของตัวยึดวงแหวนด้านข้างเป็นอะโรมาติกโมเลกุลของ polypeptide สามารถรวมกันเป็นโครงสร้าง nanotube / nanoribbon ได้
แล้วพวกเขาก็ Polypeptide กลไกการชุมนุมด้วยตนเองได้ศึกษาผ่านความร่วมมือกับเซินเจิ้นบัณฑิตวิทยาลัยมหาวิทยาลัยปักกิ่งกลุ่มวิจัยสอง polypeptides ถูกประกอบการทำนายโครงสร้างผลึกรูปแบบที่ได้รับการประกอบโมเลกุล polypeptide. รูปแบบการแสดงให้เห็นว่า และความสอดคล้องที่ดีของผลการทดลอง. ผลลัพธ์ที่แสดงให้เห็นว่าการมีปฏิสัมพันธ์ππ-ระหว่างโมเลกุล polypeptide ปฏิสัมพันธ์ S-πและไดรฟ์เครือข่ายพันธะไฮโดรเจนประกอบ polypeptide โมเลกุล. ประกอบ polypeptide ที่ขั้วโลกและไม่มีขั้ว ตามลำดับการสร้างอินเตอร์เฟซและแต่ละสองทิศทางตรงข้ามกับขั้วของชั้นไดโพลเพื่อให้การตกแต่งภายในของการปฏิสัมพันธ์ประกอบไดโพลที่จะยกเลิกแต่ละอื่น ๆ เพื่อรักษาเสถียรภาพของการชุมนุม. นี้เป็นรายงานครั้งแรกของศิลปะที่เกี่ยวข้องในการปฏิสัมพันธ์ S-π ตัวอย่างของการชุมนุมของเปปไทด์
บนพื้นฐานนี้นักวิจัยได้ศึกษาคุณสมบัติทางแสงและสมบัติทางไฟฟ้าของวัสดุที่ประกอบขึ้นภายใต้การฉายรังสีกระตุ้นที่ต่างกันการประกอบ polypeptide สามารถปล่อยออกมาจากสีน้ำเงินถึงเรืองแสงสีแดงวัสดุนี้มีโอกาสในการประยุกต์ใช้งานมากในด้านการถ่ายภาพทางชีวภาพ ในการทดสอบทางไฟฟ้าภายใต้การแนะนำของ Li Zhou นักวิจัยได้ตรวจสอบสมบัติการเก็บรักษาพลังงานของส่วนประกอบของเปปไทด์ว่าเป็นวัสดุที่ใช้งาน supercapacitor ในปี 2009 นักวิทยาศาสตร์จากอิสราเอลรายงานว่าเป็นวัสดุ phenylalanine dipeptide 'nano forest' เป็นครั้งแรก การประยุกต์ใช้ในการจัดเก็บพลังงานการศึกษาแสดงให้เห็นว่าวัสดุเปปไทด์มีคุณสมบัติทางกลและทางไฟฟ้าดีรวมกับพื้นที่ผิวจำเพาะที่สูงของวัสดุเปปไทด์นาโนวัสดุที่เหมาะสมน้ำและ hydrophobicity และคุณสมบัติเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าที่ดีเป็นต้น ในการศึกษาครั้งนี้นักวิจัยได้เปรียบเทียบสมบัติทางเคมีไฟฟ้าของกลุ่มโมเลกุล polypeptide 4 กลุ่มผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าการจัดเก็บพลังงานของวัสดุ polypeptide สามารถทำได้ผ่านทางลำดับเปปไทด์ ระเบียบปริมาตรโวลต์มิเตอร์การปล่อยประจุไฟฟ้าและวิธีการวัดทางไฟฟ้าเคมีอื่น ๆ ใช้เพื่อพิสูจน์ว่าสารเปปไทด์มีการไหลเวียนที่ดี คุณสมบัติและคุณภาพ capacitive อัตราการขยายสูงกว่าวัสดุ polypeptide FF
งานวิจัยนี้ไม่เพียง แต่มีคุณค่าทางทฤษฎีที่สำคัญในการจัดทำวัสดุที่เป็น polypeptide เท่านั้น แต่ยังมีโอกาสในการใช้งานที่สำคัญอีกด้วย Hu Kuan ผู้ช่วยผู้วิจัยของ Li Zhou Group เป็นผู้ร่วมเขียนวิทยานิพนธ์คนแรกของมหาวิทยาลัย Li Hu ในการทดสอบทางไฟฟ้าเคมี ผลงานจากงานวิจัยข้างต้นกลุ่มวิจัยของ Li Zhou กำลังดำเนินการวิจัยเกี่ยวกับการจัดเก็บพลังงาน polypeptide และ piezoelectricity polypeptide
ภาพ SEM ของโครงสร้างและการประกอบโมเลกุลของ polypeptide
การทำนายโครงสร้างโมเลกุลของชิ้นส่วนเปปไทด์
สมบัติทางเคมีไฟฟ้าของพอลิเพปไทด์
