富电子氨基酸类分子合成及其自组装行为与识别研究

发布时间：2020-06-13 10:44

【摘要】：氨基酸是蛋白质的基本构建单元,研究氨基酸类分子自组装行为,对了解蛋白质空间立体结构与性质具有非常重要的意义。本论文设计、合成一系列含酰胺官能团的富电子氨基酸类分子;利用扫描电子显微镜(SEM)研究了溶剂对富电子氨基酸类分子自组装行为影响,探讨氨基酸残基对富电子氨基酸类分子自组装行为的影响;利用荧光光谱技术对富电子氨基酸类分子进行识别研究。主要内容如下:(1)富电子氨基酸类分子的设计、合成与表征。利用有机合成方法以对苯二甲酰氯、均苯三甲酰氯、L-氨基酸甲酯盐酸盐等为原料合成一系列的富电子氨基酸类分子,研究各种反应条件(如温度、溶剂、催化剂)对产率的影响。利用傅立叶变换红外光谱、核磁共振谱、质谱等方法对所合成的氨基酸类分子进行结构表征。(2)富电子氨基酸类分子的自组装行为调控。(a)通过SEM研究了五种不同溶剂比例(CH_3OH:H_2O分别为10:0、8:2、6:4、5:5、4:6)对富电子氨基酸类分子组装行为的调控。结果表明,富电子氨基酸类分子的残基不同,其组装形貌各异。(b)通过紫外光谱和CD光谱观察了富电子氨基酸类分子在不同溶剂比例下光谱性质变化情况。(3)富电子氨基酸类分子的识别。(a)我们合成了一种新型生物分子传感材料四苯乙烯-吡啶盐(Tpp~(4+))分子,通过傅立叶变换红外光谱、核磁共振谱、质谱进行结构表征。利用荧光光谱法研究了L-苯丙氨酸、L-色氨基酸、L-异亮氨酸、L-组氨酸与Tpp~(4+)分子相互作用。为了确定L-色氨酸与Tpp~(4+)分子相互作用机制,进行了变温实验,测定了不同温度下的Stern-Volmer曲线。
【图文】：

长度分布,二肽,对苯二甲酸,结构式

以组装成有序的聚集体结构，而是通过非共价作用力的协同作用才能组装结构，也就是说分子组装驱动力是有一定的方向性[7]。分子自组装包括溶装(宏观分子、微观分子、介观分子等分子自组装)、界面自组装(LB 膜、导等自组装)、混合自组装[8]。界面自组装中溶剂挥发诱导自组装，如 Bwollik 等[9]研究了双亲性 HBPs 分子在基底表面，如金属、硅片、石墨片和玻璃蒸发诱导自组装。在界面自组装中，还有研究学者利用 STM 技术基酸分子[10-13]和多肽[14-16]在金属表面自组装。如图 1-1 所示，这是 Giovstantini 和 Klaus Kern 课题组[14]研究了 L-Phe-L-Phe 二肽和对苯二甲酸分属 Cu(110)面待溶剂挥发完自组装形成一维二肽有序纳米结构，从图 1-1(以看出二肽在 Cu 金属表面上沉积，才能形成长度分布较宽的短隔离链，肽和对苯二甲酸分子之间氢键作用形成二维结构。图 1-1(B)中亮条纹是二间相互作用形成一维结构，这是通过二肽苯环 π-π 作用以及酰胺键与金属面形成弱相互作用组装形成一维纳米结构。相邻亮条纹之间通过对苯二甲作为链接部分形成二维结构，这是由于二肽羧基和氨基端与对苯二甲酸分形成氢键。

自组装结构,主体分子,环糊精,客体分子

如图1-2 所示，这是分子自组装在光照条件下，分子组装形貌发生改变，Huang 课题组[27]报道了一种智能的细菌状的囊泡，其纤毛是在紫外光线下照射形成的，主体分子(C4AG)是含有偶氮官能团双亲性分子在水溶剂中能形成双螺旋结构。当加入环糊精客体分子，双螺旋结构转变为囊泡结构，通过紫外光线照射，细菌状的囊泡表面出现具有双螺旋特征的纤毛，这是由于紫外光照射下 C4AG 偶氮官能团由最初的反式结构向顺式结构转变，环糊精分子与顺式 C4AG 分子组装过程达到了动态平衡。图 1-2 (A)主体分子 C4AG 和客体分子环糊精在溶液中自组装结构示意图；(B)在紫外光线照射下，主体分子 C4AG 和客体分子环糊精自组装结构变化透射电镜图为：(a)开始爆露在紫外光下；(b)10min；(c)1h；d)6h；(e)在 b 图中爆露 6h 后，，纤毛囊泡中观察到囊泡。溶剂因素也是影响分子自组装结构的重要因素，如下图 1-3 所示，Zhu 和 Li等[28]人研究了二肽(L-Phe-L-Phe)
【学位授予单位】：赣南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O641.3

【参考文献】