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發(fā)展功能化的超分子體系是超分子化學(xué)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)之一。它對納米科學(xué)、材料科學(xué)、信息科學(xué)和生命科學(xué)的發(fā)展具有重要的意義。在生物體內(nèi)，酶或受體的狹窄空腔易產(chǎn)生屏蔽作用，并誘導(dǎo)底物或配體分子與水介質(zhì)分離，進(jìn)一步引發(fā)催化、信號傳導(dǎo)、代謝和復(fù)制等生物現(xiàn)象。受此啟發(fā)，基于酶的獨(dú)特空腔，設(shè)計(jì)新穎的超分子主體并開展功能研究正在受到人們越來越多的關(guān)注。但是由于缺乏合適的構(gòu)建策略，從單分子水平上實(shí)現(xiàn)具有酶功能的大環(huán)超分子主體的高效構(gòu)筑還具有很大的挑戰(zhàn)性。鑒于此，于洋教授團(tuán)隊(duì)圍繞大環(huán)超分子主體結(jié)構(gòu)單一與功能匱乏的關(guān)鍵問題，基于雷瑣酚杯[4]芳烴剛性的碗形骨架，提出了自下而上及融合并入的策略，成功獲得了一系列具有深穴疏水空腔和不同鍵合位點(diǎn)的功能化分子杯，通過氫鍵和硫鍵等不同作用模式，從分子層面實(shí)現(xiàn)了具有酶空腔特征的自組裝體。

最近，課題組成功構(gòu)建了一種新的基于三氮唑功能化的分子杯，并研究了其在水相中的自組裝行為和分子識別性能。研究表明，該三氮唑功能化分子杯不僅可以在直鏈烷烴（C12-C15）誘導(dǎo)下發(fā)生自組裝，而且可以在生物分子如磷酸二酯等存在下發(fā)生二聚。二維核磁NOESY波譜證實(shí)長鏈烷烴中在Cn-Cn+2以及C1-C4、C2-C5、C4-C7之間存在交叉信號峰，表明長鏈烷烴以螺旋構(gòu)象存在于該分子膠囊內(nèi)部。進(jìn)一步的計(jì)算表明，1）水分子參與到主體的穩(wěn)定杯狀構(gòu)象；2）雙主體分子通過水介導(dǎo)的氫鍵作用模式及合適的客體存在下組裝成分子膠囊。這種全新的氫鍵作用模式擴(kuò)展了水的溶劑化作用，為溶劑輔助的功能化自助裝體的建立提供了新的思路。

該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金委（No.22071144、21801164和22101169）、上海市科委以及上海大學(xué)的大力支持。

化學(xué)系青年教師王睿于2021年以上海市海外高層次人才計(jì)劃為依托加入上海大學(xué)理學(xué)院超分子化學(xué)與催化研究中心超分子仿生催化研究團(tuán)隊(duì)，從事有機(jī)超分子化學(xué)方向的研究工作。入職以來，已發(fā)表學(xué)術(shù)論文3篇，并主持國家自然基金青年項(xiàng)目1項(xiàng)。王睿博士所在的理學(xué)院超分子化學(xué)與催化研究中心（https://csc.shu.edu.cn）在“超分子材料”及“化學(xué)合成與藥物發(fā)現(xiàn)”兩個方向上不斷開展創(chuàng)新研究，迄今，超分子化學(xué)與催化研究中心在Nature Chem.、Nature Comm.、Chem.、PNAS、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Chem. Rev.、Chem. Soc. Rev.和Acc. Chem. Res等頂級化學(xué)期刊上共發(fā)表論文30余篇。

原文鏈接： https://onlinelibrary.wiley.com/toc/15213773/0/ja 

參考消息：https://www.scicol.shu.edu.cn/info/1008/10084.htm