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2022-06-16 09:42:12
動(dòng)態(tài)：借鑒藝術(shù)體操螺旋狀彩帶 廈大科學(xué)家提出手性自發(fā)拆分結(jié)晶新思路
2022-06-16 09:42:12 來(lái)源: 科技日?qǐng)?bào)
(相關(guān)資料圖)
記者從廈門大學(xué)獲悉，該校江云寶教授課題組在手性自發(fā)拆分研究方向取得新進(jìn)展，提出構(gòu)筑二維或三維超分子螺旋結(jié)構(gòu)促進(jìn)手性自發(fā)拆分結(jié)晶新思路。相關(guān)研究成果近日以“螺旋構(gòu)筑基元籍形成二維同手性螺旋而自發(fā)拆分”為題發(fā)表于《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》，國(guó)家自然科學(xué)基金委也報(bào)道了這一研究成果。
手性是一種不對(duì)稱性現(xiàn)象，也是自然界的基本屬性之一，例如人們的左右手，看起來(lái)一樣，但卻不能重合。大自然中，小到基本粒子、原子核，大到人體結(jié)構(gòu)、天體運(yùn)動(dòng)，無(wú)處不存在手性的身影。兩個(gè)分子化學(xué)式一模一樣，只是空間結(jié)構(gòu)有差異的手性分子，其效用卻存在巨大差異，例如，在一些生物制藥過(guò)程中，發(fā)揮療效的只是其中一種手性分子，而另一種則完全無(wú)效甚至作用相反。拆分總是成對(duì)出現(xiàn)的手性分子因而意義重大，但仍面臨諸多挑戰(zhàn)，一直以來(lái)都是科研攻關(guān)熱點(diǎn)。
廈門大學(xué)江云寶教授團(tuán)隊(duì)提出了一種全新設(shè)計(jì)，即將手性物種制成螺旋狀構(gòu)筑基元，使其能在二維或三維方向形成同手性超分子螺旋，以實(shí)現(xiàn)三維同手性延伸，從而驅(qū)動(dòng)手性自發(fā)拆分結(jié)晶。
圖片說(shuō)明：將手性物種制成螺旋狀構(gòu)筑基元的設(shè)計(jì)思路(廈門大學(xué)江云寶教授課題組供圖)
該研究中，研究人員將乙酰丙氨酸模型分子衍生為乙酰丙氨酰胺基硫脲，后者因含有β-轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)而呈折疊構(gòu)象，繼而在苯基硫脲芳香環(huán)上引入鹵素原子，最終合成的折疊物種既能通過(guò)轉(zhuǎn)角結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)分子間氫鍵相互作用，又具有分子間鹵鍵作用的可能。實(shí)驗(yàn)表明，修飾以鹵素原子碘、溴、氯的折疊短肽衍生物分子間具有強(qiáng)的鹵鍵作用，可同時(shí)形成氫鍵和鹵鍵超分子螺旋，構(gòu)成二維正交螺旋，驅(qū)動(dòng)結(jié)晶過(guò)程中的三維同手性延伸，實(shí)現(xiàn)外消旋體手性自發(fā)拆分結(jié)晶。該項(xiàng)研究為理性構(gòu)筑手性自發(fā)拆分結(jié)晶體系提供了新思路。
近年來(lái)，江云寶教授課題組在折疊短肽基超分子螺旋的構(gòu)筑研究中取得系列進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)超分子螺旋形成中呈現(xiàn)同手性特征，其原理與藝術(shù)體操中彩帶的螺旋狀延續(xù)類似，因此提出構(gòu)筑二維或三維超分子螺旋以驅(qū)動(dòng)三維同手性延伸、促進(jìn)手性自發(fā)拆分結(jié)晶的研究設(shè)想。“手性自發(fā)拆分有助于理解自然同手性起源，也為手性物質(zhì)的分離和純化提供重要途徑，但如何理性設(shè)計(jì)手性自發(fā)拆分結(jié)晶體系仍然極具挑戰(zhàn)。”江云寶教授表示，此次研究成果進(jìn)一步證實(shí)了這一設(shè)想的可行性，且有望應(yīng)用于手性純藥物的制備，為生命健康的國(guó)家重大需求服務(wù)。
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