四川大学高分子科学与工程学院丁明明

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近日，我院丁明明教授团队在Angewandte Chemie International Edition期刊上发表了题为“Protein-Inspired Polymers with Metal-Site-Regulated Ordered Conformations”的学术论文。刘航和周业强为本文共同第一作者，丁明明教授为通讯作者，第一单位为四川大学。

        丁明明教授团队开发了一种通过金属离子介导聚氨基酸二级结构有序转变的新策略。该策略通过合理设计，将螯合分子去铁胺(DFO)接枝在聚氨基酸侧链，并通过调节配体数量以及螯合金属离子，实现了聚氨基酸自组装体二级构象的有序-有序和可控转变。
        该团队通过调节DFO的接枝数，调节了侧链DFO的氢键密度，并通过DFO之间的短程相互作用对聚氨基酸主链骨架进行几何约束，从而促使聚氨基酸的二级构象发生由α-螺旋向β-折叠的转变以及囊泡粒径的显著增加。
         在进一步的研究中，该团队通过DFO与Fe3+等金属离子的配位过程，解除了聚氨基酸侧链上DFO分子对聚氨基酸主链的约束作用，从而实现了依赖于铁浓度的从β-折叠向α-螺旋构象的转变。作者通过二维核磁、红外和分子动力学模拟等手段揭示了金属配位调控聚氨基酸有序构象的分子机制。
该构象可控的聚合物在螯合Fe3+后可以自组装成超小尺寸、高铁负载量、高稳定性、高T1弛豫率的纳米囊泡，并有效穿过血脑屏障，可用作脑部高效安全的纳米磁共振成像（MRI）造影剂。
         总之，该工作提出一种利用金属配位化学调控高分子二级构象的策略，首次通过调节配体密度以及螯合金属离子实现了聚氨基酸二级构象的有序和可控转变，对于理解生物大分子与金属相互作用具有重要的科学意义。该工作同时提供了一种用于脑部高清长效成像的纳米材料，在生物传感、药物递送和疾病治疗诊断方面具有较高的应用价值。
         原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ange.202213000