肽类小分子自组装：分子设计、结构调控与功能化应用

摘要

本课题以肽类小分子为研究对象，设计新型自组装三肽，构建其手性自组装体系，设计氨基酸衍生物的酶促组装体系和“多糖－二肽”共组装体系，调控组装过程，剖析组装机理，合成具有特定结构、功能的肽基组装材料。 （1）设计了两个新型三肽分子：Fmoc-Phe-Trp-Lys-OH（Fmoc-FWK）和Fmoc-Phe-Trp-Lys-NH2（Fmoc-FWK-NH2）。Fmoc-FWK具有手性自组装特性，能够自组装形成具有左手螺旋结构的纳米带，而 Fmoc-FWK-NH2则自组装形成不具有螺旋结构的纳米纤维。末端羧基在螺旋结构的形成中起着关键作用，螺旋结构的稳定需要较强的π-π相互作用和静电相互作用。 （2）Fmoc-FWK手性自组装的精确调控与机理剖析。Fmoc-FWK分子末端的电荷能够驱动其自组装形成螺旋β-折叠片，从而进一步组装形成具有特定形貌的手性纳米材料。通过改变溶剂、pH和温度等条件能够调控β-折叠片扭转的程度和方向，从而获得螺距、宽度和手性可控的手性纳米材料。 （3）基于酶的疏水性空腔，构建氨基酸衍生物的酶促组装体系，合成超分子水凝胶。α-胰凝乳蛋白酶能够促进疏水性Fmoc-氨基酸（如Fmoc-F，Fmoc-W）和氨基酸酯（如F-OMe，F-OEt、Y-OMe）自组装形成水凝胶，根据氨基酸结构的不同，将其成胶时间从8天（或2周内不能形成水凝胶）缩短到10 min－4 h。在组装过程中，氨基酸酯被水解成氨基酸，Fmoc-氨基酸和氨基酸发生了共组装。酶-底物相互作用在α-胰凝乳蛋白酶促进氨基酸衍生物自组装形成水凝胶过程中发挥着关键作用。 （4）构建Fmoc-FF与魔芋葡甘聚糖（KGM）共组装体系，制备Fmoc-FF/KGM复合气凝胶。以Fmoc-FF和KGM为原料，通过pH调节和溶剂稀释两种方法调控Fmoc-FF与KGM共组装形成Fmoc-FF/KGM复合水凝胶，进一步运用冷冻干燥技术制备了Fmoc-FF/KGM复合气凝胶。Fmoc-FF和KGM的混合比例会影响气凝胶的孔隙率和孔径尺寸。复合气凝胶对水和不同种类的有机溶剂具有不同的吸附能力，并且能够选择性吸附水面的环己烷或水中的二氯甲烷。

目录

声明

前言

第1章 文献综述

1.1肽类分子自组装

1.2存在问题

1.3研究思路

1.4研究内容

第2章 Fmoc-三肽的自组装行为及螺旋纳米带的制备

2.1引言

2.2材料与方法

2.3结果与讨论

2.4小结

第3章 Fmoc-FWK的手性自组装：精确调控与机理分析

3.1引言

3.2材料与方法

3.3结果与讨论

3.4小结

第4章 酶法调控制备肽类小分子水凝胶

4.1引言

4.2材料与方法

4.3结果与讨论

4.4小结

第5章 Fmoc-FF/KGM超分子复合气凝胶的制备及应用

5.1引言

5.2材料与方法

5.3结果与讨论

5.4小结

第6章 结论与展望

6.1结论

6.2主要创新点

6.3展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢