自然界中的二级结构、三级结构乃至更加复杂的高级结构承载着生命体系中各种各样复杂而又精妙的功能。人工合成的芳香螺旋折叠结构则是对自然界DNA、核糖体等高级结构最初级的模拟。但是目前研究仅集中在对α螺旋、β折叠等二级结构的设计及功能模拟，而非生物分子间是否能够构成高级结构并进行信息传递和表达仍然是一个挑战。

我校徐虹教授课题组成员迟波副教授在非生物分子的高级结构仿生及编码组装方面取得重要进展。课题组在前期发现一类芳香酰胺寡聚物可通过分子内氢键诱导折叠形成具有纳米空腔的单螺旋、多螺旋超分子聚集体结构，可实现分子的识别、编码及信号传递。他们进一步借助于计算机以及理论模拟的辅助以构筑高级结构仿生，首先设计合成了含有羟基结构的10聚体YQXQQYQXQQ螺旋结构，然后巧妙地把两个10聚体通过具有自由旋转键的连接基团T组成芳香酰胺寡聚物QXQQYQXQQ-T-QQXQYQQXQ，在溶剂中该分子以氢键作用力实现了从线型到“U”型折叠的翻转。而对晶体结构的解析表明此类分子在溶剂中可组装成多种高级结构，如化合物4a可在溶剂及浓度的影响下实现从双螺旋与三螺旋之间的转换3x(4a)2?2x(4a)3，链与链间的氢键键角从180°变成120°，并且这种两种组装方式可以共存，其分子信息传递则由螺旋分子的堆积堆叠方式得以表达。

该工作日前在线发表在《Nature CHemistry》（2017，IF=25.87，DOI: 10.1038/NCHEM.2854）上。该论文工作是由SoumenDe博士，我校迟波副教授为共同一作，与欧洲化学生物学研究所Ivan Huc研究员等人共同完成。研究结果为探索设计新型仿生分子体系、为突破自然进化限制，构建人工生命系统提供了平台。并且在传感器、光学器件、信息储存、对映体分离、不对称催化及材料科学等领域的具有巨大的应用潜力。

（图文：食品与轻工学院；校对：倪芳）

论文链接：http://www.nature.com/nchem/journal/vaop/ncurrent/full/nchem.2854.html