【摘要】：自然界中復(fù)雜,高級的結(jié)構(gòu)支撐著整個生命體系的運(yùn)轉(zhuǎn)。過去幾十年,我們對生物大分子高級結(jié)構(gòu)的理解取得了巨大進(jìn)步。眾所周知,蛋白質(zhì)的折疊形成了高度有序的三級、四級結(jié)構(gòu),這些高級結(jié)構(gòu)展示了重要的生物功能。另外,DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)承載著復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯等功能,從而保證生命體系的正常運(yùn)轉(zhuǎn)�？梢�,螺旋結(jié)構(gòu)在我們生命體系中扮演著至關(guān)重要的角色。受此啟發(fā),科學(xué)家們通過合理設(shè)計人造螺旋來模擬天然螺旋的結(jié)構(gòu)和功能,并開發(fā)它們在手性分離、傳感器、催化、跨膜運(yùn)輸、識別、光學(xué)器件等領(lǐng)域的應(yīng)用。由于構(gòu)成螺旋結(jié)構(gòu)的作用力主要分為共價和非共價,而非共價作用力形成的螺旋結(jié)構(gòu)與天然的螺旋結(jié)構(gòu)比較接近,更容易模擬其功能性質(zhì),因此本論文構(gòu)建了以兩種不同的非共價作用力形成的螺旋結(jié)構(gòu),并對其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)的表征與探索。1.自折疊螺旋的設(shè)計合成具有相對取向的連續(xù)單元,即使是非常小的低聚物也能形成一個穩(wěn)定的,平面的,彎曲的,新月形構(gòu)象。如果將其連續(xù)單元增加到一定程度,由于其兩端的靜電排斥作用,可導(dǎo)致其自折疊形成螺旋結(jié)構(gòu)。我們以1,3,4-惡二唑為鍵連單元,以吡啶為結(jié)構(gòu)基元構(gòu)建了一類新型的螺旋寡聚物。我們通過圓二色譜證明了其在溶液中是以螺旋構(gòu)象存在的。2.螺旋超分子聚合物的設(shè)計合成20世紀(jì)末期,超分子化學(xué)被提出并很快興起起來。因此,一部分科學(xué)家開始嘗試用超分子作用力來構(gòu)建螺旋結(jié)構(gòu),這樣形成的螺旋結(jié)構(gòu)稱為螺旋超分子。特別是以氫鍵作用力形成的螺旋超分子結(jié)構(gòu)。這種螺旋超分子于人造共價螺旋相比更接近自然界螺旋。本論文中我們利用分子間的四重氫鍵作用,設(shè)計合成一種新型的螺旋結(jié)構(gòu)的單體,并用AFM、TEM,SEM對其在溶液中的組裝形貌進(jìn)行了仔細(xì)的觀察與研究,并分析了其原理。利用圓二色譜進(jìn)一步證實了其在溶液中的組裝構(gòu)象。3.孔道螺旋的通道性質(zhì)研究受我們先前工作的啟發(fā),對所合成的螺旋寡聚物的通道性質(zhì)進(jìn)行測試,發(fā)現(xiàn)其可通過首位堆疊鑲嵌在磷脂雙分子層內(nèi),并且可選擇性的只通過鉀離子,不通過鈉離子,是一個很好的人工鉀離子通道。除了為研究天然通道提供一個有力的模型,也為在醫(yī)學(xué)治療上的K+仿生通道,脫鹽和分離中的技術(shù)上提供幫助。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O641

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本文編號：2581045