新闻网讯 2月12日，国际期刊Angew. Chem. Int. Ed.杂志在线刊发了我校化学与化工学院甘泉教授的最新研究成果“Foldaxane-Based Switchable [c2]Daisy Chains”。

模仿生命体中各种重要细胞器的工作过程，揭示其功能的化学本质是超分子化学领域得以建立并发展的目标之一。超分子化学家们从自然现象中吸取灵感，基于主客体间的互补识别作用构筑了一系列形态各异的人工分子机器：轮烷，索烃和分子马达等。在构建轮烷时，若将游离状态下能够彼此识别的主客体分子用共价键衔接成一个整体，则该分子的客体部分将可能络合于另一个分子的主体大环中，形成首尾连接的[c2]雏菊链（daisy chain）复合物（如下图1所示）。在构建过程中，通常需要在分子的两侧进行封端以避免大环分子的滑落。然而，封端反应会增加主客体结合的不稳定性，极大降低[c2]雏菊链产率。另外，过多的副反应使得产物的分离纯化更加困难，阻碍了对其性质功能的进一步探索。

芳香酰胺折叠体为解决上述难题带来了机遇。我们课题组设计、合成了一类折叠体与多肽共价连接的分子序列，由于折叠体与多肽间存在氢键作用，该分子能高效自组装成[c2]雏菊链结构。不同于以往的大环雏菊链，折叠体雏菊链是通过解螺旋-再缠绕的机制形成主客体复合物，不再需要封端反应产生的不可逆机械互锁形式。尽管这种络合机制在动力学上可逆，但缓慢的解离速度使得该互穿体系足够稳定，为后续分子运动调控提供了基础。

图1. 构筑[c2]雏菊链的策略

在此基础上，我们将序列中多肽部分延长，使折叠体可以在多个识别作用位点间往返梭动，从而构建了[c2]雏菊链型人工分子肌肉（图2）。通过保护/去保护反应调节识别位点的氨基，改变其空间位阻，可实现对分子肌肉拉伸/压缩运动状态的调控。该研究为进一步探索基于动态组装的复杂分子体系奠定了基础。

图2.[c2]雏菊链型人工分子肌肉调控示意图

甘泉教授为本文通讯作者，化学与化工学院2021级硕士研究生廖思蓓为论文的第一作者，华中科技大学为唯一通讯单位。该研究工作得到了国家自然科学基金(no.21871101)和生物无机化学与药物湖北省重点实验室基金(No. BCMM202203)的资助。