近日,我院孔祥建教授、龙腊生教授研究团队在金属-肽超分子组装领域取得最新进展。相关成果以题为“A Giant Chiral Metal-Peptide Cage with Five-Fold Symmetry”发表在CCS Chemistry(CCS Chem. 2025, DOI: 10.31635/ccschem.025.202505829)。

蛋白质的自组装行为为生命系统的结构复杂性和功能多样性提供了分子基础。实现仿生大尺寸高对称结构的人工合成一直是超分子化学的重要挑战。基于团队前期簇基元构筑策略(Nat. Commun. 2024, 15, 9034.),本工作引入疏水侧链,成功构筑了具有构象自适应现象的L-/D-Ni45L30手性金属-肽超分子笼。该分子笼具有五重对称性,尺寸超过3 nm。X射线单晶衍射、冷喷雾质谱和动态光散射等多种表征方法验证了结构的组成和稳定性。
研究显示该超分子结构的形成依赖于金属中心与柔性肽配体之间的协同自组装,肽配体与金属配位模式的结合形成了独特的五重对称性结构。构象自适应现象来源于疏水侧链自发聚集所带来的熵增效应。该分子笼表现出从可见光到近红外区的显著手性光学响应。本工作不仅展现了金属-肽超分子结构在几何对称性调控方面的潜力,也为仿生手性功能材料的分子设计提供了新思路。
该工作在孔祥建教授、龙腊生教授和郑兰荪院士指导下完成。2021级博士生程佩明为第一作者。研究得到了国家自然科学基金项目(92461305、92361301、92161203)资助。
论文链接:https://doi.org/10.31635/ccschem.025.202505829