复旦陈国颂-江明课题组发现一种刷状糖肽聚合物多级自组装的新机理

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作为生物体中功能性糖缀合物最常见的存在形式之一，糖肽在自然界中发挥着重要的作用，包括信号传导，免疫识别，以及细胞粘附等。目前文献中虽有不少基于合成糖肽的自组装研究，但其结构多局限于线状聚合物，所获得的组装体形貌也多为0维的胶束和囊泡，这与自然界中糖缀合物复杂的结构及自组装行为相去甚远。
复旦大学高分子科学系陈国颂-江明课题组在此前发展的基于逐步聚合制备具有特定结构多肽骨架的基础上，在刷状多肽骨架上修饰特定的生物活性寡糖和具有疏水性的寡聚苯丙氨酸侧链，合成了一系列含有高密度糖和氨基酸侧链的两亲性聚多肽分子刷, 发现它们在水溶液中可以自组装形成均匀的纳米线结构。通过透射电镜对组装过程进行跟踪，他们发现纳米线的形成经历了多个步骤：该聚合物首先自组装形成胶束，随后胶束融合形成纳米微丝，微丝逐渐长出侧链，并在微丝上形成规整的螺旋缠绕结构，最后融合成为致密的纳米线。这一组装过程具有分级自组装的特征，类似现象在过去的研究中还没有报道。进一步地，他们构建了具有不同结构的两亲性聚多肽分子刷库，观察到一系列不同的组装体形态。发现借助于引入一个新的结构参数，即糖单元数与苯丙氨酸数之比，该聚合物库中的组装行为可用相图清晰地描绘出来。这对于系统分析该组装过程的驱动力具有重要作用。这一工作对未来糖蛋白类似物的化学合成以及其在溶液中组装行为研究有重要意义。
该文章的第一作者为博士生刘一江。文章以封面的形式发表在J. Am. Chem. Soc. 2016年第38期。详见Yijiang Liu, Yufei Zhang, Zheyu Wang, Jue Wang, Kongchang Wei, Guosong Chen*, and Ming Jiang, Building Nanowires from Micelles: Hierarchical Self-Assembly of Alternating Amphiphilic Glycopolypeptide Brushes with Pendants of High-Mannose Glycodendron and Oligophenylalanine. J. Am. Chem. Soc., 2016, 138, 12387-12394.

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