吉维/杨如森/Ehud Gazit《Angew. Chem.》：共组装诱导氨基酸类晶体的结构转变及性能增强

氨基酸是生物大分子（如蛋白质、多肽）的最基本构造单元，利用超分子作用构筑氨基酸类自组装生物材料具有价格低廉、制备工艺简单及生物相容性好等优势，该类自组装材料在生物医药、智能光电器件等领域具有潜在的应用。目前绝大部分自组装材料是非晶或多晶结构，无法精确的解析分子间弱相互作用力与材料性能之间的有机联系，限制了高性能生物材料的设计和开发。有机单晶材料由于其杂质和缺陷含量低、分子排列长程有序和无晶界，是阐明分子间弱相互作用力与超分子材料性能的关系的最佳选择。此外，晶体结构中分子的堆积排列方式直接决定材料的物理化学性能，但晶体结构常常不易获得。因此，如何获得晶体结构排列方式的可调，进而实现材料性能的可控制备一直是难以实现的挑战。

最近，重庆大学吉维、蔡开勇与西安电子科技大学杨如森、以色列特拉维夫大学Ehud Gazit等人合作，联合报道了通过共组装策略可实现乙酰化氨基酸与联吡啶衍生物的共晶体排列方式可调，拓展了基于氨基酸分子的多样化晶体排列模式，进而提高荧光、热稳定性、力学强度、导电性和压电性等材料物化性质（图1）。此工作结合实验表征和模拟计算对分子共组装诱导的结构转变及性能影响做了较深入的研究，有助于理解多级次共组装过程的发生及机制。

图1. 通过共组装策略，乙酰化谷氨酸诱导分子堆叠模式从共平面向人字形的转变，该转变提高了晶体材料的物化性质，如荧光、热稳定性、机械强度、导电性和压电性。

该项研究利用不同联吡啶和乙酰化氨基酸的共组装获得了多样化共晶材料，拓展了超分子共组装的堆积模式，验证了共组装策略调控超分子排列方式的可行性，为晶体工程探究分子排列与生物材料性能的构效关系提供了新思路。该研究工作近期发表在Angew. Chem. Int. Ed.（2022, e202201234）上，并被选为热点论文，文章的第一单位是重庆大学生物工程学院，通讯作者是吉维、杨如森和Ehud Gazit，共同第一作者是袁慧和薛斌。

欢迎青年才俊加入课题组开展科研合作：

吉维，重庆大学教授，博士生导师，研究兴趣主要为基于超分子自组装的策略来构筑一系列生物启发的功能纳米材料，设计并合成一系列肽基超分子纳米材料，阐释分子组装的过程和机理，考察其在细胞培养、药物控释、能源器件、手性识别、组织工程和疾病治疗等领域中的潜在应用，近年来在 Nat. Rev. Chem., J. Am. Chem. Soc.，Nat. Commun., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Materials Today, ACS Nano等国际知名期刊发表论文30余篇。主持国家自然科学基金青年项目、中央高校基本科研业务费、重庆大学“弘深青年学者”启动经费等。

课题组刚成立，经费充足，诚招硕士、博士、弘深青年教师和准聘副教授，热烈欢迎青年才俊加入团队开展科研合作。邮箱：weiji@cqu.edu.cn

杨如森课题组主页 :
http://yang.xidian.edu.cn/indexc.html

Ehud Gazit课题组主页:
https://en-lifesci.tau.ac.il/profile/ehudg

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论文信息：

Co-Assembly Induced Solid-State Stacking Transformation in Amino Acid-Based Crystals with Enhanced Physical Properties，Wei Ji,* Hui Yuan, Bin Xue, Sarah Guerin, Hui Li, Lei Zhang, Yanqing Liu, Linda J. W. Shimon, Mingsu Si, Yi Cao, Wei Wang, Damien Thompson, Kaiyong Cai, Rusen Yang,* and Ehud Gazit* Angew. Chem. Int. Ed.2022, e202201234.

原文链接：
https://doi.org/10.1002/anie.202201234

来源：高分子科学前沿

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