本文關(guān)鍵詞：基于剛性大環(huán)分子和籠狀分子的人工跨膜通道研究

  更多相關(guān)文章： 人工跨膜通道 剛性分子 大環(huán)分子 籠狀分子 跨膜運(yùn)輸

【摘要】：人工跨膜通道是仿照生物體中天然離子通道結(jié)構(gòu)和功能合成的一類(lèi)分子,迄今為止,人們已經(jīng)設(shè)計(jì)和合成了多種可用作人工跨膜通道的分子,包括有機(jī)小分子、多肽模擬分子、大環(huán)分子、聚合物和金屬有機(jī)框架等,并初步研究了其在藥物運(yùn)輸,信號(hào)傳導(dǎo),分子識(shí)別等方面的多重作用。但有關(guān)剛性大環(huán)分子和籠狀分子的跨膜通道研究較為罕見(jiàn)。本文通過(guò)動(dòng)態(tài)共價(jià)化學(xué)反應(yīng)合成了苯乙烯大環(huán)分子、苯乙炔大環(huán)分子、嵌卟啉籠狀分子等一系列具有不同側(cè)鏈的剛性大環(huán)分子和籠狀分子,并基于穩(wěn)定的磷脂雙分子層脂質(zhì)體,研究了上述剛性分子作為離子和小分子通道的活性與作用機(jī)制,并在細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中進(jìn)一步驗(yàn)證了剛性籠狀分子的跨膜運(yùn)輸活性。首先,本文基于烯烴雙鍵或炔烴三鍵的動(dòng)態(tài)共價(jià)化學(xué)反應(yīng)分別合成了一系列含不同側(cè)鏈的六元苯乙烯或六元苯乙炔剛性大環(huán)分子,進(jìn)而研究和比較了其作為質(zhì)子和小分子通道的活性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,側(cè)鏈的長(zhǎng)度和極性對(duì)于剛性大環(huán)分子跨膜通道的形成和運(yùn)輸能力均有很大影響,且大環(huán)分子的聚集性強(qiáng)更有利于離子運(yùn)輸。此外,本文在剛性二維大環(huán)分子的研究基礎(chǔ)上,合成了一系列含不同側(cè)鏈的剛性三維籠狀分子(亦被稱(chēng)為共價(jià)有機(jī)多面體,covalent organic polyhedrons,COPs),探究了這些嵌卟啉的亞芳炔籠狀分子作為跨膜通道對(duì)陽(yáng)離子、陰離子及小分子的運(yùn)輸活性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),含有疏水側(cè)鏈的籠狀分子可插入到磷脂雙分子層中,并介導(dǎo)離子和小分子(如鈣黃綠素)跨膜運(yùn)輸,研究結(jié)果還表明,類(lèi)磷脂疏水尾部的長(zhǎng)烴基側(cè)鏈能提高通道的運(yùn)輸能力,相反,短或極性更強(qiáng)的側(cè)鏈則會(huì)減弱其通道活性。動(dòng)力學(xué)分析結(jié)果表明質(zhì)子運(yùn)輸速率與長(zhǎng)側(cè)鏈籠狀分子(Cage3)的濃度呈線(xiàn)性關(guān)系,從而證實(shí)了Cage3的單分子跨膜通道機(jī)制。而Cage3的中間空腔在被C70填充后則會(huì)導(dǎo)致其跨膜通道功能失效,這表明了Cage3的離子運(yùn)輸?shù)拇_是由其內(nèi)部空腔介導(dǎo)。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明這種高度穩(wěn)定的剛性籠狀分子可介導(dǎo)小分子運(yùn)輸,有可能作為人工跨膜通道應(yīng)用于信號(hào)傳導(dǎo)和藥物運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：Q25

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 ;細(xì)胞膜通道——2003年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的解讀[J];現(xiàn)代臨床醫(yī)學(xué)生物工程學(xué)雜志;2005年03期

2 肖家思;;膜載體和膜通道研究的某些進(jìn)展[J];四川生理科學(xué)動(dòng)態(tài);1985年01期

3 邵麗清,董仁杰;雙球形模型膜系統(tǒng)及其在膜通道研究中的應(yīng)用[J];生物化學(xué)與生物物理進(jìn)展;1993年02期

4 徐惠,馬宏佳,張守林;細(xì)胞膜通道揭秘——2003年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)簡(jiǎn)介[J];化學(xué)教育;2004年01期

5 張輝,許家棟,牛中奇,谷文韜,李宗領(lǐng);離子跨膜遷移幾率對(duì)電磁波的響應(yīng)[J];中國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志;2004年03期

6 聶雪川;吳鋒民;周曉艷;何俊霞;馮梅;陸杭軍;;周期性外力驅(qū)動(dòng)甘油分子通過(guò)膜通道的機(jī)制[J];浙江師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年04期

7 ;[J];;年期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 侯軍利;;單分子的人工跨膜通道[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第18分會(huì)：超分子組裝與軟物質(zhì)材料[C];2014年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 何屹;膜蛋白形成瞬間被成功拍攝[N];科技日?qǐng)?bào);2011年

2 閆慧 章靜波;細(xì)胞膜通道之謎[N];健康報(bào);2003年

3 巖林;叩開(kāi)細(xì)胞“城門(mén)”[N];中國(guó)化工報(bào);2003年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 戶(hù)新宇;基于剛性大環(huán)分子和籠狀分子的人工跨膜通道研究[D];吉林大學(xué);2016年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 陳磊;基于柱芳烴人工跨膜通道的構(gòu)建與輸送研究[D];復(fù)旦大學(xué);2013年

2 張冰強(qiáng);膜通道內(nèi)縱向渦強(qiáng)化傳質(zhì)的數(shù)值研究[D];清華大學(xué);2010年

，

本文編號(hào)：1290344