肽折叠二级结构的芳酰胺调控

本项目设计发展一类调控肽折叠(sheet)二级结构的新方法。我们设计合成并入芳酰胺片段的beta-肽和alpha-肽衍生物。使用7种芳酰胺片段，通过芳酰胺片段分子间N-H…O=C氢键和堆积作用控制并入的短肽在芳环片段的同一侧定位，从而形成扩展型折叠二级结构。目标分子的设计基于对文献报道的模型或类似分子的晶体结构分析。这些晶体结构揭示，我们设计的芳酰胺片段可以形成分子间氢键和堆积作用，控制新的芳香/脂肪杂交拟肽采取预期的构象模式。目标分子的溶液相结构将通过系统的核磁共振和红外光谱研究确定，而它们的固态结构将通过晶体结构分析确定。由于目标分子的两类片段都是由酰胺类前体形成，预计各自片段形成的分子间氢键将能够相互稳定、相互促进，从而诱导脂肪酰胺片段采取扩展型的折叠二级结构。本项目总体设计思路较为简单，强调利用超分子化学的手段解决生物结构模拟的重要科学问题。

本项目发展了一类调控肽折叠二级结构的新方法。我们设计合成了并入对位、间位取代芳酰胺或全氟苯基芳酰胺片段的肽衍生物，脂肪肽链的氨基酸单元有α-, β-, γ-, δ-, ε-氨基酸和α-氨氧基酸。通过晶体结构分析确定它们的固态结构。研究表明，芳酰胺片段分子间NH...O=C氢键和芳香堆积作用控制并入的拟肽在芳环片段的同一侧定位，从而形成扩展型折叠二级结构。对于在肽链的N-端和C-端分别并入五氟苯基与苯基和寡肽，五氟苯基与苯基有更强的π-π堆积作用，增强的π-π堆积作用进一步加强了C=O...HN分子间氢键，从而形成反平行的折叠二级结构。