赵东元/赵天聪/唐云Angew.：漂亮形貌~扭曲二氧化硅纳米带展现新应用

研究内容

手性控制着跨尺度的生理过程，但分子手性和介观结构手性之间的模糊联系仍然存在。

复旦大学赵东元/赵天聪/唐云表明虽然具有分子手性的肽两亲物可以组装成非手性纳米结构，但与硅烷的共组装会导致左旋螺旋扭曲的纳米带，并产生肿瘤细胞活性抑制特性。其合成的微米长纳米带具有均匀的形态，扭曲间距约为340 nm，宽度为75 nm，厚度为25 nm。RNA测序揭示，介观结构的手性通过抑制细胞粘附并最终破坏细胞代谢来触发细胞凋亡。相关工作以“Confined Chiral Center Stacking Induced Twisted Silica Nanoribbons for Tumor Cell Proliferation Regulation”为题发表在国际著名期刊Angewandte Chemie International Edition上。

研究要点

要点1. 作者利用肽两亲物和二氧化硅之间的共组装来制备扭曲的纳米带，阐明了介观结构手性的形成和手性相关的生物过程。虽然由连接赖氨酸-缬氨酸赖氨酸三肽（C16-KVK）的棕榈酸尾部组成的肽两亲物的自组装导致了无序的堆叠网络，但与二氧化硅的共组装诱导了扭曲纳米带的形成。

要点2. 获得的微米长扭曲纳米带表现出非常均匀的M扭曲（M=负左旋手性），扭曲间距约为340 nm，宽度约为75 nm，厚度约为25 nm。通过控制添加的化学试剂和比例，可以获得不同的组分（TiO2、MnO2、聚合物等）和手性结构。在硅烷交联过程中，朝向手性中心的纵向堆叠力可以成功地诱导手性从分子结构转移到介观结构。

要点3. 理论计算证实，这种机制使表面积减少了35%。在没有药物的情况下，这些扭曲的纳米带抑制肿瘤细胞活性高达60%，而非关节组件的抑制率<30%。RNA测序揭示，介观结构的手性通过抑制细胞粘附并最终破坏细胞代谢来触发细胞凋亡。

该研究侧重于介观结构手性形成过程中多组分之间容易被忽视的分子相互作用以及介观结构手性的生物反馈作用，为理解手性在自然界中的进化和意义提供了新的视角。

研究图文

图1.扭曲纳米带的拓扑结构特征。

图2.介观结构手性的调控。

图3.纳米带扭转过程的数学模型。

图4.介观结构手性对生物活性的调节。

文献详情

Confined Chiral Center Stacking Induced Twisted Silica Nanoribbons for Tumor Cell Proliferation Regulation

Xingjin Li, Pei-Hang Xu, Qianqian Lu, Jie Zhang, Jiahao Chen, Lingkai Dong, Bochong Shi, Jiayou Feng, Zeid A. ALOthman, Ahmed Mohamed El-Toni, Mohamed A. Habila, Yun Tang,* Tiancong Zhao,* Dongyuan Zhao*

Angew. Chem. Int. Ed.

DOI:https://doi.org/10.1002/anie.202522375

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