化學所李峻柏課題組短肽晶體對稱性調控研究獲進展

　　超分子自組裝是生命結構形成的基礎。探索生物分子組裝過程以及精準調控組裝過程，有助于揭示生命活動的分子機制和指導生物材料的合成。

　　中國科學院化學研究所膠體、界面與化學熱力學院重點實驗室李峻柏課題組在短肽分子的組裝機理以及結構和功能調控等方面取得了系列進展（Chem. Soc. Rev., 2022, 51, 6936；Angew. Chem. Int. Ed.，2022, DOI: 10.1002/anie.202207752）。科研人員通過精確地調控短肽分子組裝過程，實現了微納纖維的圖案化排列（ACS Nano, 2022, 16, 10372）、超分子凝膠的手性放大與反轉（Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 2099）以及凝膠與晶體的原位相轉變（CCS Chemistry, 2021, 3, 8）。

　　近日，該課題組以二苯丙氨酸（FF）層狀晶體為研究對象，采用CO2覆蓋生長活性位點的策略，實現了對晶體的層排列以及對稱性的有效控制。研究發現，FF可自發地組裝成層狀晶體，相鄰分子層之間以π-π堆積相互作用連接，堆積方向相反，具有旋轉對稱特征。當CO2（壓力0.1-10 MPa）參與FF組裝過程時，它將通過靜電相互作用吸附在肽分子層表面，覆蓋原本的π-π堆積相互作用位點，使相鄰層間轉而采用空間互補的拉鏈式連接方式，最終導致層之間堆積方向相同，結構發生對稱性破缺。進一步研究表明，對稱性破缺的晶體由于具有更多的壓電張量表現出更強的壓電效應，以其為活性層制備的壓電發電機的輸出電壓是高對稱晶體的5倍以上。

　　該工作為肽基生物材料的結構與功能調控提供了新途徑。相關研究成果發表在《德國應用化學》上。研究工作得到國家自然科學基金和中科院的支持。

CO2誘導二肽層狀晶體對稱性破缺