立体络合,即互补的立体规则大分子之间的特定相互作用,作为一种越来越有影响力的设计工具,对材料的结构和性能施加了精细的控制,正在蓬勃发展。
由于聚合物的立体络合作用在力学、形态和降解方面产生了显著的变化,弗吉尼亚大学Kyle J. Lampe,Rachel A. Letteri利用立体络合作用来调整基于多肽的生物材料的这些性质。
文章要点
1)研究人员发现,将五肽L-和D-KYFIL混合会触发双重的力学和形态转变,从僵硬的纤维水凝胶到不那么僵硬的板状网络,这与先前关于混合L-和D-肽产生比单独成分更硬的纤维水凝胶的报道形成了鲜明对比。
2)KYFIL在磷酸盐缓冲盐水中的形态变化,从缠绕成水凝胶的纤维到不能缠绕的平板,解释了伴随而来的机械变化。此外,这种混合物保护了L-凯元菲尔公司不被蛋白质降解,所生产的材料具有与DKYFIL相当的蛋白降解稳定性,但具有截然不同的2D平板形态,这在生物材料中可能会促进独特的治疗性释放特征和细胞行为。
3)为了证实这些形态、力学和稳定性的变化是由于分子堆积和聚合物立体络合的不同而引起的,研究人员获得了X射线衍射图,表明L和D-KYFIL是无定形的,它们的共混物是结晶的。在纯水中立体络合尤其明显,L和D-KYFIL是可溶的无规卷曲,它们的混合物在几分钟内形成β片状和凝胶。
4)研究结果强调了分子细节,如肽序列,在决定立体络合所产生的材料性质方面的作用。展望未来,立体络合协调超分子组装和调整应用关键性质的能力支持立体化学作为一种引人注目的设计考虑。
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Israt Jahan Duti, et al, Peptide Stereocomplexation Orchestrates Supramolecular Assembly of Hydrogel Biomaterials, J. Am. Chem. Soc., 2023
DOI: 10.1021/jacs.3c04872
https://doi.org/10.1021/jacs.3c04872