【摘要】：自然界中复杂,高级的结构支撑着整个生命体系的运转。过去几十年,我们对生物大分子高级结构的理解取得了巨大进步。众所周知,蛋白质的折叠形成了高度有序的三级、四级结构,这些高级结构展示了重要的生物功能。另外,DNA的双螺旋结构承载着复制、转录、翻译等功能,从而保证生命体系的正常运转。可见,螺旋结构在我们生命体系中扮演着至关重要的角色。受此启发,科学家们通过合理设计人造螺旋来模拟天然螺旋的结构和功能,并开发它们在手性分离、传感器、催化、跨膜运输、识别、光学器件等领域的应用。由于构成螺旋结构的作用力主要分为共价和非共价,而非共价作用力形成的螺旋结构与天然的螺旋结构比较接近,更容易模拟其功能性质,因此本论文构建了以两种不同的非共价作用力形成的螺旋结构,并对其结构和性质进行了详细的表征与探索。1.自折叠螺旋的设计合成具有相对取向的连续单元,即使是非常小的低聚物也能形成一个稳定的,平面的,弯曲的,新月形构象。如果将其连续单元增加到一定程度,由于其两端的静电排斥作用,可导致其自折叠形成螺旋结构。我们以1,3,4-恶二唑为键连单元,以吡啶为结构基元构建了一类新型的螺旋寡聚物。我们通过圆二色谱证明了其在溶液中是以螺旋构象存在的。2.螺旋超分子聚合物的设计合成20世纪末期,超分子化学被提出并很快兴起起来。因此,一部分科学家开始尝试用超分子作用力来构建螺旋结构,这样形成的螺旋结构称为螺旋超分子。特别是以氢键作用力形成的螺旋超分子结构。这种螺旋超分子于人造共价螺旋相比更接近自然界螺旋。本论文中我们利用分子间的四重氢键作用,设计合成一种新型的螺旋结构的单体,并用AFM、TEM,SEM对其在溶液中的组装形貌进行了仔细的观察与研究,并分析了其原理。利用圆二色谱进一步证实了其在溶液中的组装构象。3.孔道螺旋的通道性质研究受我们先前工作的启发,对所合成的螺旋寡聚物的通道性质进行测试,发现其可通过首位堆叠镶嵌在磷脂双分子层内,并且可选择性的只通过钾离子,不通过钠离子,是一个很好的人工钾离子通道。除了为研究天然通道提供一个有力的模型,也为在医学治疗上的K+仿生通道,脱盐和分离中的技术上提供帮助。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O641
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2581045
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