构象匹配的共生非共价结合位点促进了包含P亚螺旋结构域和M亚螺旋结构域的超分子纳米扭转现象

《ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION》：Conformation-Matched Symbiotic Noncovalent Sites Facilitated Supramolecular Nanotwists Featuring both P and M Sub-Helical Domains

构建基于同种手性模块的螺旋纳米纤维及非共价位点协同手性传递机制

　　

摘要

生物系统可以利用同手性构建块同时制造具有相反手性的多种结构（例如，右旋α-螺旋和左旋聚脯氨酸-II螺旋），以维持生物结构的三维构象和功能。然而，在人工系统中实现这一过程仍然是一个巨大的挑战，因为难以构建精确的非共价模式来进行多种手性的转移。在这里，我们报告了一种策略，通过在l-苯丙氨酸衍生物（LCN）的末端引入共生的非共价位点来制造具有P型和M型亚结构的螺旋纳米纤维。利用LCN的构象匹配，末端氰苯基团中的两个共生位点（C≡N, Ar─H_ortho）可以与不同的位点（C≡N?H_meta─Ar; Ar─H_ortho?N≡C）形成非共价键，从而构建出一个精确的非共价网络。此外，由于这两个非共价键的空间方向相反，它们有助于同时形成M型和P型亚结构。在另一个末端羟基（O, H）中的共生位点也观察到了类似的现象，进一步证实了这种不寻常的手性转移：分子的同手性能够传播到具有相反手性的超分子亚结构中。除此之外，这些螺旋亚结构还可以进一步协同组织成更高阶的P型螺旋，其中纤维的纵向轴与非共价键定义的螺旋的螺旋轴对齐。这项研究加速了人们对自然界中基于同手性进行多种手性转移的理解，并将基于同手性构建具有多种亚螺旋的螺旋纳米结构的领域向前推进。

图形摘要

我们报告了一种通过共生非共价位点来制造具有P型和M型亚结构的螺旋纳米纤维的策略。末端氰苯基团中的两个共生位点（C≡N, Ar─H_ortho）可以与不同的位点（C≡N?H_meta─Ar; Ar─H_ortho?N≡C）形成非共价键，由于它们的空间方向相反，分别促进了M型和P型亚结构的形成。此外，这些螺旋亚结构还可以进一步协同组织成更高阶的P型纳米纤维，提供了一种具有P型和M型亚结构的新颖螺旋结构。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。