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2023-01-31
顆粒在線訊：超分子自組裝是生命結(jié)構(gòu)形成的基礎(chǔ)。探索生物分子組裝過(guò)程以及精準(zhǔn)調(diào)控組裝過(guò)程，有助于揭示生命活動(dòng)的分子機(jī)制和指導(dǎo)生物材料的合成。
中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所膠體、界面與化學(xué)熱力學(xué)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李峻柏課題組在短肽分子的組裝機(jī)理以及結(jié)構(gòu)和功能調(diào)控等方面取得了系列進(jìn)展（Chem. Soc. Rev., 2022, 51, 6936；Angew. Chem. Int. Ed.，2022, DOI: 10.1002/anie.202207752）?？蒲腥藛T通過(guò)精確地調(diào)控短肽分子組裝過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了微納纖維的圖案化排列（ACS Nano, 2022, 16, 10372）、超分子凝膠的手性放大與反轉(zhuǎn)（Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 2099）以及凝膠與晶體的原位相轉(zhuǎn)變（CCS Chemistry, 2021, 3, 8）。
近日，該課題組以二苯丙氨酸（FF）層狀晶體為研究對(duì)象，采用CO2覆蓋生長(zhǎng)活性位點(diǎn)的策略，實(shí)現(xiàn)了對(duì)晶體的層排列以及對(duì)稱性的有效控制。研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)F可自發(fā)地組裝成層狀晶體，相鄰分子層之間以π-π堆積相互作用連接，堆積方向相反，具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱特征。當(dāng)CO2（壓力0.1-10 MPa）參與FF組裝過(guò)程時(shí)，它將通過(guò)靜電相互作用吸附在肽分子層表面，覆蓋原本的π-π堆積相互作用位點(diǎn)，使相鄰層間轉(zhuǎn)而采用空間互補(bǔ)的拉鏈?zhǔn)竭B接方式，最終導(dǎo)致層之間堆積方向相同，結(jié)構(gòu)發(fā)生對(duì)稱性破缺。進(jìn)一步研究表明，對(duì)稱性破缺的晶體由于具有更多的壓電張量表現(xiàn)出更強(qiáng)的壓電效應(yīng)，以其為活性層制備的壓電發(fā)電機(jī)的輸出電壓是高對(duì)稱晶體的5倍以上。
該工作為肽基生物材料的結(jié)構(gòu)與功能調(diào)控提供了新途徑。相關(guān)研究成果發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金和中科院的支持。
CO2誘導(dǎo)二肽層狀晶體對(duì)稱性破缺
來(lái)源：化學(xué)研究所
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