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第一种生物大分子柔性二维介晶合成 发布者:超级管理员发布时间:2017-08-31 19: 12: 59浏览:

它不同于传统的结晶过程,其中离子,原子和分子用作构建单元(即,直接成核,并且在达到一定尺寸的核之后形成另外的晶体),中间晶体是纳米晶体的一类晶体。有序地自组装纳米颗粒超结构通常可以显示单晶的电子衍射环。过去十年的研究发现,自然界中大多数结晶形式的矿物晶体都是基于非经典的结晶途径:分子经历两步成核(第一次聚集和成核)以形成纳米晶体,并且纳米晶体进一步组装形成纳米晶体。超级结构的单晶 - 液晶。基于纳米颗粒的非经典结晶产品是结构特征,其赋予其不同于单一纳米颗粒和松散材料的材料的性质。这种分层结构易于生成并收集出色的机械和光学元件。 ,电气和其他财产。因此,介晶在无机和杂化功能材料的制备中以及在高科技领域发挥了重要作用,例如使用CaCO3介子制备具有优异机械性能的人造壳,以及使用壳状ZnO利用LiFePO4介晶作为超级电容器材料,产生“回声壁”的光学性能表现出更好的稳定性和更高的比容量。 TR 过去十年的介晶研究主要集中在无机矿物和各种易结晶的无机/杂化材料上。尽管已经显示一些氨基酸和小有机分子形成有机介晶,但是它们复杂的分子表面性质和构象使得难以结晶大分子。尽管在生物体中的蛋白质聚集体中发现了非典型的蛋白质纳米晶体,但大分子介晶的存在仍未得到证实。结合介晶在生物矿化和功能材料制备领域的重要性,不难想象聚合物介晶的发展,这不仅可以丰富超分子化学的基本理论,而且可以合成基于聚合物介晶的优良特性的仿生学。设计。高分子材料。 TR针对上述问题,十大网赌网址化学化工十大网赌网站光子鼻子与分子材料研究团队杨鹏教授采用不同的方法,采用高效二硫键还原剂tris(2) - 羧乙基)膦(TCEP)展开溶菌酶。获得蛋白质溶胶,并在溶胶中成功获得蛋白质纳米片。这些蛋白质纳米片具有特殊的“核 - 壳”结构:晶体的“核心”由β-折叠聚集体的组装形成,分散在核心周围的“壳”是未折叠的分子链。在某些温度条件下,这些蛋白质纳米片可以进一步组装以形成二维蛋白质介晶,其可以达到微米尺寸。这是第一次获得生物大分子的二维液晶原。同时,已发现该二维蛋白质液晶原具有柔性晶体结构。大分子的介观组装为化学家设计新材料提供了更多可能性,而这种灵活的二维蛋白质介晶具有广泛的潜在用途。 TR 这项工作的标题是“通过中尺度组装调整结晶路径 生物大分子纳米晶体的研究论文发表在国际顶级学术期刊《德国应用化学》(Angew.Chem.Int.Ed 2017,DOI:10.1002/anie.201706843),并得到评论者的高度评价(两位评价者同意)该研究报告了第一个大分子介晶。十大网赌网址化学化工十大网赌网站(应用表面与胶体化学教育部重点实验室)是唯一的单位。该项工作由国家自然科学基金(51673112,21374057)资助。这是杨鹏教授在Angew上发表的研究小组的第二部作品。化学。诠释。埃德。 2017年,陶非博士和韩谦大师是该论文的共同第一作者 杨鹏的研究小组成立于2012年底。主要从事表面界面化学和材料系统的基础和应用研究,通过有效展开和组装生物大分子。经过几年的努力,已经获得了一些原始的研究成果,这些成果已经在Chem。 Rev.(2013,113,5457),Angew。化学。诠释。埃德。 (2017,56,9331,热门论文),Angew。 Chem等权威学术期刊。诠释。 Ed(2017,DOI:10.1002/anie.201706843),Adv。母校。 (2016,28,579,VIP论文),Adv。母校。 (2016,28,7414,Frontispiece)发表了50多篇评论和研究论文。

通过中尺度组装生物大分子纳米晶体调整结晶途径
费涛,钱倩,刘开强,彭鹏* Angew。化学。诠释。 Ed 2017,DOI:10.1002/anie.201706843。
在线接受的手稿: 2017年8月25日
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201706843/full
\ TR 图1无机和大分子介晶形成的示意图:(a)无机介晶形成的示意图; (b)蛋白质纳米晶体形成和进一步组装成大分子介晶途径的示意图。 TR TR \ 图2 TCEP诱导的溶菌酶分子展开并进一步组装以在18℃下在pH 6.5下形成晶体聚集体。 (a)拉曼光谱和(b)天然溶菌酶(黑色曲线)和未折叠溶菌酶(红色曲线)的NPM测试曲线,表明SS被还原形成R-SH; (c)相应的天然溶菌酶和展开后溶菌酶的红外光谱; (d)溶胶中未折叠蛋白质链的组装过程示意图; (e)蛋白质展开和组装过程中的ThT,ANS和刚果红染色; (f)裂解酶溶胶中预先排列的蛋白质分子链的冷冻蚀刻透射电子显微照片和相应的傅里叶变换图。 TR TR \ 图3未折叠蛋白质分子链组装形成pH6.5和37℃的纳米晶体。 (a)蛋白质纳米晶体的透射电子显微照片和1小时和8小时的纳米晶体尺寸分布图; (bc)1 h形成的蛋白质纳米晶的高分辨率透射电子显微照片和相应的选区电子衍射图(dh)对应的卡通示意图(d),ThT和ANS染色曲线(e),粉末XRD图(f),小角度X射线散射图(g,h)。 TRTR \ 图4蛋白质纳米晶体组装形成柔韧的蛋白质液晶原。 (a)根据ThT和ANS染色结果,通过蛋白质纳米晶体的中等规模组装形成的柔性和多层片状介晶的卡通示意图; (bd)蛋白质细胞的透射电子显微镜照片,高透射电子显微镜和选择区域电子衍射图谱的区别; (例如)透射电子显微镜,高分辨率透射电子显微镜和通过纳米晶体的相互熔合形成的片状单晶的选定区域电子衍射图案; (h)显示柔性蛋白质插入晶体边缘卷曲的透射电子显微照片和相应的高分辨率透射电子显微照片; (i)显示了层间距,β-折叠和交叉β-脊柱之间的角度。