芳香寡肽自组装纳米管及其机理研究

"按需设计"并利用"模块"来构建目标结构是未来新型材料领域的研究方向。肽纳米管可以通过控制氨基酸的数量来调节孔径；可以通过控制氨基酸种类来改变内外壁性质；可以根据需要设计管壁的官能团，因而更易于化学或生物分子修饰；无毒，生物兼容性强。本项目主要针对芳香寡肽纳米管的自组装，采用量子化学计算芳香寡肽分子的静电势、亲疏水作用力；计算分子间相互作用的力学和动力学；模拟并预测芳香寡肽自组装纳米管的结构与构象；优化构建寡肽单元结构；在理论计算的指导下制备芳香寡肽纳米管；产物进行分析表征；将实验结果反馈给理论计算，然后寻找与成功案例同源性较高的相似序列和相似结构，二次模拟并衍生制备一系列肽纳米管结构；在此基础上探索芳香寡肽自组装纳米管的规律，搞清自组装机制，建立自组装模型，为利用氨基酸模块构建肽纳米管新型材料提供理论依据，同时也为理解淀粉样肽引起的各种疾病提供分子层面的信息。

“按需设计”并利用“模块”来构建目标结构是未来新型材料领域的研究方向。本项目主要针对芳香寡肽Aβ19-20自组装纳米管，模拟并预测其自组装的结构与构象，优化构建寡肽单元结构，制备芳香寡肽纳米管；考察溶剂、表面活性剂、浓度、体积、pH 值、离子种类、环境的温度与湿度等因素对Aβ19-20纳米管自组装的影响，探索肽纳米管的自组装规律及可控制备方法。探讨芳香寡肽Aβ19-20纳米管自组装机理，建立自组装模型。将其作为酶载体制备基于自组装材料的电化学酶传感器。在芳香寡肽Aβ19-20与金属阳离子相互作用方面，研究了引起阿尔茨海默症的自组装核心芳香寡肽、以及分子生物学中对该疾病关键的Cu、Zn、Al、Fe离子之间的相互作用。这将为利用氨基酸模块构建肽纳米管新型材料提供理论依据，同时也为理解淀粉样肽引起的各种疾病提供分子层面的信息。