近年来,利用多肽、蛋白质等生物分子构筑人工纳米结构引起了超分子化家们的广泛关注。在这些生物建筑单元中,多肽被认为是一种非常有潜质的构筑基元。其中,苯丙氨酸二肽(L-Phe-L-Phe,FF)由于具有相对简单的化学结构和优良的理化性能,已成为自组装领域一个研究的热点。目前,已知调控苯丙氨酸二肽纳米组装体的方法主要有两种,一是通过调节外部环境因素来实现,如浓度、温度和pH值等;二是将组装单元共价修饰到苯丙氨酸二肽的骨架上来实现。
而与这些传统的调控方法不同,在近期工作中,刘育课题组将双吡啶盐基团修饰到苯丙氨酸二肽的分子骨架上,得到了水溶性的苯丙氨酸二肽衍生物(Angew. Chem. Int. Ed.2016, 55, 11452–11456)。双吡啶盐作为一个普适性的客体分子,可以和葫芦[7]脲、葫芦[8]脲、柱[5]芳烃以及磺化冠醚等四种水溶性大环受体分子形成稳定的超分子主-客体复合物。通过主客体间强键合作用,并借助苯丙氨酸二肽的核心识别位点,可以相应得到纳米纤维、纳米棒、类八面体结构、螺旋纳米线、方形纳米片等多种形态各异的超分子纳米形貌。这种基于主-客体相互作用的调控策略为构筑生物兼容性纳米组装体提供了一个崭新的调控模式。中国科学院化学研究所刘鸣华研究员对该工作给予了高度评价,并在《物理化学学报》上以“主-客体作用介导的组装结构多样化:生物分子组装调控新策略”为题进行了综述和介绍,他认为“这种生物活性分子与人工合成受体之间的非共价键合进一步突出了超分子协同作用在仿生及刺激响应的复杂分子组装体构筑方面的优势”。