二十面体病毒衣壳自组装的热力学参数

球状病毒衣壳采用二十面体对称。本文就二十面体病毒蛋白质骨架的自组装提出一个统计热力学模型。统计结果表明病毒衣壳二十面体对称不是自由能最小化的结果，而是衣壳内部蛋白结构参数最优化的结果。     

国外期刊亮点

正研究实现人工构建自组装多酶体在自然界,细胞通过漫长的进化获得了许多按一定空间结构组装在一起的多酶复合体,在这些复合体中,酶与酶之间可以形成底物通道,减少中间产物(尤其是有毒物质)的扩散,以达到高效的胞内催化功能,在细胞代谢过程和生命活动中发挥着重要作用。模拟天然的多酶复合体,在胞内人工构建超分子多酶体,是生物催     

多金属氧簇复合物体系的可逆动态组装、可控光致变色及超分子催化研究报告

分子自组装是分子自发形成特定有序聚集结构的过程。为了建立新的功能自组装体系,实现分子聚集体由单组分到多组分、由静态到动态,并通过环境变化进而实现从聚集体结构可控发展到功能可控,在过去一年里,我们从无机金属氧簇和与之匹配的有机组分构筑基元设计入手,通过组分间结构匹配和作用方式、组装性质、刺激响应及功能特性调节,合成了一系列新的以无机簇阴离子为核、以修饰的有机阳离子为壳的双组分通过静电相互作用形成的、具有刺激响应性和适应不同功能需要的、结构形态可变的两亲性超分子复合物预组装体。我们以研究复合物自组装形成的多级聚集结构为基础,通过揭示响应基团与组装结构间的联动关系,获得了具有可逆转变特性的分子组装体并阐明了动态转变过程和机理。在此基础上,我们利用溶液中组装结构的动态可调控特性,通过光照和温度变化调控分子间相互作用,实现了水相中分子聚集体的组装与解组装、极性相和非极性相之间的可逆相转移、可逆氧化还原和相转移催化氧化功能。该年度的工作实现了将有机和无机组分通过多种相互作用整合到同一个组装体系中,揭示了多金属氧簇超分子复合物的手性转移和可逆光致变色、手性组装结构与非手性组装结构的动态结构可逆转变和机理,同时实现了同时含有主体和客体基团的超分子复合物自识别、手性转移和手性放大的光调控。这些工作将为实现该研究的下一步目标提供很好的基础。     

功能性自组装体的制备研究

新型组装基元的构筑和组装体的功能是自组装研究的两个核心问题。该研究分别在这两个方面取得了一些进展。各向异性组装基元的出现极大地丰富了自组装的研究内容,并为制备高度有序和复杂的组装体提供了新工具,但目前已报道的各向异性组装基元一般限于微观和亚微观尺寸。该研究制备了分子水平的各向异性粒子,并发现其具有独特的自组装行为。比如:合成了分别具有一个环糊精基团和一个偶氮苯基团的超支化聚合物,然后通过环糊精和偶氮苯之间的主客体复合,偶联得到了Janus型超支化聚合物,且该各向异性聚合物可以进一步自组装形成均一的纳米囊泡,而且所制备的囊泡可以进一步组装形成类似胶子晶体的多级结构。这种高度均一的囊泡组装体是十分罕见的。该课题还在组装体的功能化方面开展研究。例如:长期以来仿细胞模型体系一般只限于对细胞膜结构的仿生,但实际上细胞在发生结构转变时往往伴随着功能的表达。最近,我们制备了具有p H响应的聚合物囊泡,该囊泡可以在p H触发下实现可逆的收缩和膨胀,最为重要的是在这个形变过程中,同时伴随着囊泡荧光的增强和淬灭。整个过程和绿色荧光水母的呼吸过程有些相似。这是目前已报道的为数不多的结构和功能同时表达的一个人工模型膜体系。     

蛋白质凝聚结晶和致病的动力学机制

这本书涉及了蛋白质在溶液中的相转变、自组装和聚集行为等问题。其主要目的是向跨学科的读者介绍这一领域的研究现状。书中主要讨论了蛋白质优质结晶的问题，指出其瓶颈在于晶体的成核。由于蛋白质的结构决定了它的功能，因此非常有必要培养出优质的晶体来确定其结构，其中遇到的主要挑战是确定具备最佳成核条件的溶液初始状态。     

肽调控生色团自组装纳米结构及应用研究进展

自然界中,蛋白质/肽与功能发色团结合,自组装形成的复合物用于光合成系统中的光捕获和能量转移。由于肽分子结构可设计、自组装形式多样,并且可与自然界中存在的蛋白质相对照,因此,通过合成肽分子来人工仿制自然界中的光捕获复合物成为研究热点。本文对基于肽调控的功能性生色团自组装形成的纳米结构进行人工模拟光捕获系统的进展进行了综述,并且对肽调控生色团的组织形式、合成肽-生色团复合物以及肽分子与发色团分子通过非共价键相互作用组装进行了重点阐述。同时,本文也对人工仿制光捕获复合物的光捕获性能及能量转移进行了讨论,并且对这类复合物在无机纳米粒子矿化、分子产氢产氧方面的应用进行了介绍。     

应用天然蛋白质片段构建蛋白质分子机器的初步尝试

根据对蛋白质分子结构可塑性和结构重组的理解,本文介绍了如何以来源于不同蛋白质的功能片段和人为设计的多肽片段为部件,组装出一组多结构域融合蛋白。在体外和体内实验中,这些多结构域融合蛋白表现出了我们所期待的特定功能。它们将有可能发展成为一系列新型抗菌和抗肿瘤药物。与现用药物相比,它们的效力更高,靶向性更强,更为安全。它们有可能会很快地代替现用药物,为人类创造更好的福祉。而以这些雏型为基础,则有可能构建出具有更理想功能的蛋白质分子机器。     

高分子梯度功能材料的自组装制备

介绍了高分子梯度功能材料的自组装机理，对国内外高分子梯度功能材料的自组装制备工艺的最新研究成果进行了综合评述，并指出了该方法的研究和应用前景．     

新型功能铱配合物凝胶体系的构建及其对重金属离子的高灵敏检测和富集

<正>我校化学化工学院曹新华博士获批国家自然科学基金项目:新型功能铱配合物凝胶体系的构建及其对重金属离子的高灵敏检测和富集,项目批号:214()1159.超分子自组装是组装基元通过非共价键相互作用自发形成特定结构的过程,是创造新结构和功能材料的重要手段.基于超分子自组装和配位化学原理,以重金属离子的检测和富集为功能     

基于氢键的超分子自组装研究进展

综述了氢键在寡聚酰胺体系、喹啉衍生物体系、吡啶酰胺体系、氨基苯甲酰胺体系、菲咯啉酰胺体系、芳香酰肼体系、吡嗪咪唑酰胺体系、尿基衍生物体系的自组装过程中所起的作用及氢键在分子自组装中的发展现状.氢键具有可逆性,基于氢键的超分子自组装体系具有组装的多样性和广泛性等特点,据此可以预测氢键对自组装体结构和性质的影响,为设计和合成出结构稳定、性能优异、可以自由调控的材料提供理论基础.     

分子自组装及超分子自组装体的研究进展

基于分子自组装的超分子科学是21世纪的新概念和高新技术的重要源头之一.简要介绍了超分子体系,阐述了分子自组装的基本概念和特点,系统地总结并评述了超分子自组装体的最新进展和成果,并展望了超分子自组装研究的发展前景.     

嵌段共聚物及其自组装

嵌段共聚物有着非常强大的自组装能力,它组装成的结构给其带来的丰富的性质,成为功能高分子研究设计的首选。本文介绍了嵌段共聚物在学术上和工业上的价值以及在该领域的研究热点。着重指出嵌段共聚物自组装仍然是当今研究的热点问题。     

自组装纳米粒子在肿瘤诊疗中的研究进展

目前,肿瘤治疗手段呈现智能化、多样化和个性化等特征,但所使用的诊疗试剂常因水溶性、靶向性、稳定性以及多药耐药性等问题限制了它们在临床上的治疗效果。为弥补这些不足,纳米技术在生物医疗领域的应用被广泛研究。利用超分子自组装技术制备的纳米粒子最令人瞩目且具有独特优势,其中尺寸均一、易于合成、功能多样且可调、可功能导向设计的纳米药物,可用于提高肿瘤疗效。基于自组装前驱分子类型,本文从单组分、双组分和多组分等方面介绍自组装纳米粒子在肿瘤诊疗中的研究进展,讨论每一类材料的功能应用与设计思路。最后,阐述了自组装纳米粒子面临的相关挑战与机遇。     

牛血清白蛋白-重氮树脂共价结合自组装膜对染料的吸附与解吸附

经UV光交联得以稳定的牛血清白蛋白—重氮树脂自组装膜在pH值分别为3和9的溶液处理后，由于蛋白质中二硫键的不稳定性，使自组装膜始终具有负电性，并对亚甲基蓝产生吸附作用，并且酸处理膜具有比碱处理膜更强的吸附能力，同时在酸中的解吸附速率远大于在碱中的解吸附速率．该自组装膜有望作为阳离子传感器．     

基于氢键的超分子自组装:缔合方式及稳定性

氢键是自然界中最基本的分子间弱相互作用力之一,其强度适中、具有方向性和饱和性,是构建超分子自组装体系的理想推动力.在65篇文献的基础上综述了基于氢键的超分子组装体系的缔合方式及其稳定性影响因素,为设计结构稳定、可自由调控的超分子自组装体系提供理论基础.     

基于α-氰基二苯乙烯纳米组装的研究进展

π-共轭分子的自组装体系因具备优异的光电性质而成为开发新型有机功能材料诱人的平台.文章主要综述了基于α-氰基二苯乙烯及其衍生物的自组装纳米聚集体和凝胶以及它们用于构建有机超分子功能和智能材料的最新研究进展.对α-氰基二苯乙烯的一般结构特点,α-氰基二苯乙烯超分子纳米结构的强发光、手性光学性质和可控纳米组装,以及其凝胶系统的多重刺激响应性进行了综述.此外,还特别介绍了α-氰基二苯乙烯的光反应及其应用于自组装系统的特色工作.最后介绍了作者课题组在这一领域的相关工作.     

层层自组装聚合物材料的制备及应用

受天然有机-无机层状杂化复合材料的启发,层层自组装技术在调控材料表面和界面功能方面表现出明显的优势,制备出了一系列新型的聚合物材料,在形状记忆、电磁屏幕、减震、辐射防护、生物医学等复合材料领域具有潜在的应用价值.层层自组装技术具有方法简单和快速的特点,其可广泛用于制备多层聚合物.随着层层自组装策略和机理的深入研究,其应用领域将进一步扩展.以多层聚合物材料的组装驱动力出发,总结了层层自组装技术的发展和最新研究成果,综合分析了多层聚合物的形貌调控、结构设计、形成机理、应用范围等方面的研究动态,综述了层层自组装聚合物材料的制备及应用研究,并对其未来发展方向进行了展望,为功能材料的构筑和设计提供理论依据和参考价值.     

有机纳米构筑与超分子组装

由于分子聚集体尺寸通常在1－100nm之间，这使得超分子组装成为纳米构筑和纳米器件制备的重要手段。基于自己的研究工作，阐述了如何利用层状组装和界面组装技术来构筑组成和结构可控的纳米组装体，进而制备纳米器件的方法。这有望提供一种从纳米构筑到功能组装的一种途径。     

粗粒化模拟研究核糖体30S小亚基的组装动力学（英文）

核糖体是一种生物大分子复合物，它负责蛋白质的生物合成。在大肠杆菌（E. coli）中，完整的核糖体由30S小亚基和50S大亚基组成。大约半个世纪以来，30S小亚基一直是研究核糖体体外组装的关键模型系统，并提出了其组装图谱。然而，该RNA-蛋白质复合物动态组装过程中很多的结构细节仍然未知。本文按照30S小亚基组装图谱的顺序进行了一系列粗粒化模拟，以研究其组装过程中的构象动力学。我们发现，裸露的16S rRNA三级结构非常不稳定，即使与早期组装蛋白结合后仍然会出现类似情况。中期组装蛋白可以显著限制16S rRNA的柔性，并使后者接近于天然结构。晚期组装蛋白的最终结合使16S rRNA完全获得其功能运动。特别地，我们发现蛋白S9和S3对30S小亚基的组装可能比其他核糖体蛋白有更重要的贡献。如果已知组装图谱，我们的粗粒化模拟策略可以广泛应用于研究生物大分子复合物的组装动力学。     

毛细力驱动自组装定位模型

毛细力驱动自组装的定位是利用微元件及基片表面之间的毛细力作用实现的。为了研究微元件及组装区的形状对自组装定位的影响,在分析毛细力驱动自组装机理的基础上,利用能量法建立了毛细力驱动自组装系统的定位解析模型,预测了不同形状微元件的自组装结果,并对一些不合理的组装设计进行了修正。结果表明:通过计算自组装表面能量可以预测组装结果,并设计合理的粘合区形状。