1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,生物大分子自组装,目录,1.引言,2.原理,3.影响原因,4.表征手段,5.研究進展,6.应用,7.展望,引言,自组装（self-assembly）：是指基本构造單元（分子，纳米材料，微米或更大尺度的物质）自发形成有序构造的壹种技术。,在自组装的過程中，基本构造單元在基于非共价键的互相作用下自发的组织或汇集為壹种稳定、具有壹定规则几何外观的构造。,原理,运用分子与分子或分子中某壹片段与另壹片段之间的分子识别,互相通過非共价作用形成具有特定排列次序的分子聚合体。,分子自发地通過無数非共价键的弱互相作用力的协
2、同作用是发生自组装的关键。,自组装的動力以及导向作用,影响原因,1.分子识别的影响,包括分子间有几何尺寸、形状上的互相识别以及分子對氢键、-互相作用等非共价互相作用力的识别,2.组分的影响,组分的构造和数目對自组装超分子汇集体的构造有很大的影响。,Bushra Siddique和Jean Duhamel研究了多肽序列對多肽自组装的影响。成果发現，不壹样序列的氨基酸自组装多肽HLB值不壹样，具有较多天冬氨酸的多肽序列形成亲水性多肽，而苯丙氨酸含量较高的多肽序列则形成疏水性多肽。,3.溶剂的影响,溶剂的性质及构造上的不壹样都也許导致自组装体系构造发生重大变化。任何破壞非共价键的溶剂,都也許會影响到
3、自组装過程的進行,包括溶剂的类型、密度、值以及浓度等。,Mingyan Yan等人在使用狭鳕皮肤胶原蛋白進行自组装的時候发現，當胶原蛋白浓度到达0.6mg/ml時，可加速自组装過程，這壹成果阐明高浓度可加速自组装過程；當ph值為7.2時，自组装速率常数最大；當NaCl浓度為30至60mM時，更适合于胶原蛋白自组装,表征手段,1.扫描隧道显微镜（STM）、扫描電镜(SEM)和原子力显微镜(AFM):排列、取向、空间构象,2.紅外光谱、核磁共振谱（NMR）、荧光分析和光電子能谱能获得组装体系的分子构造信息；椭圆光度法、X射线衍射晶体分析及极化光谱法用来研究自组装膜的厚度、构造构成等性质；接触角法可
4、理解表面疏水亲水性；差示扫描量热（DSC）用以研究体系热力學性质。,研究進展,壹.多糖及其衍生物的自组装,壳聚糖分子链上的氨基和羟基都可以作為化學修饰的位點，通過壹定的化學改性就可以得到具有不壹样种类亲疏水性链段的壳聚糖衍生物，大大增長了它在药物缓释体系中的应用。,1.制备了脱氧胆酸改性的壳聚糖并且在水溶液中组装成161180nm 的颗粒,2.采用乙二醇對壳聚糖分子進行接枝改性以增强其水溶性，從而改善壳聚糖在中性环境下的溶解性問題,3.在亲水性壳聚糖的基础上，研究者們又在壳聚糖分子链上接枝不壹样的疏水链段来改善其两亲性,二.蛋白质的自组装,蛋白质分子的自组装重要通過在蛋白质溶液中加入有机溶剂、
5、变化温度或者pH值等措施来实現，從而得到所需要的纳米构造。,目前来說，蛋白质分子自组装最常用的措施就是去溶剂法。,1.运用有机溶剂使得蛋白质分子去溶剂化，然後用戊二醛交联得到蛋白质纳米颗粒。,2.运用乙醇對人血清白蛋白的去溶剂化作用得到纳米颗粒,3.运用丝蛋白的特殊构造,应用,重要用于纳米药物载体制备,重要包括蛋白质(如明胶、白蛋白、丝蛋白等)和多糖(如壳聚糖、海藻酸钠、环糊精、果胶等)两大类。,1.自组装肽/鞣质酸,双（N-乙酰氨基-苏氨酸）-1,5-戊烷二羧酸二甲酯,庚二酸（0.15克，0.94毫摩尔）,EDAC（0.05克，0.32毫摩尔）和1-羟基苯并三唑（0.05克，0.37毫摩尔）
6、溶解在DMF中,该混合物被冷却至5并振摇1小時。然後加入苏氨酸甲酯盐酸盐（0.3克，1.8毫摩尔），和三乙胺（5升），5 下搅拌24小時,2.姜黄素,20個氨基酸构成，赖氨酸和缬氨酸交替构成两個臂，由于赖氨酸带電性质，静電斥力作用多肽折叠成壹种发夹，缬氨酸具有疏水性，发夹与发夹之间通過疏水性与横向氢键得到延伸。,3.海藻酸钠,由古洛糖醛酸（记為G酸）及其立体异构体甘露糖醛酸（记為M酸）两种构造單元以三种方式（MM段、GG段和MG段）通過(1-4)糖苷键链接而成的壹种無支链的线性共聚物,17,4.环糊精,环糊精的构造,羟基OH构成环糊精的亲水表面,碳链骨架构成了环糊精的疏水内空腔,hydrophilic surface,Hydrophobic cavity,18,环糊精接上壹种疏水基团（如Ph-C4H9），這個基团通過识别环糊精疏水性的内腔，自组装成長链。,展望,1.自组装問題的缺陷是明显的，目前所做的研究更多的是关注自组装体的构造和功能,而對于自组装過程的形成机制却很少被揭示,深入探索并发現自组装的组装机制及规则無疑是壹种重要研究方向,2.生物大分子作為自组装材料有其天然的优越性，如碱基互补配對、氨基酸识别等等，但目前為止，有关研究并不充足，真正能应用的工业生产的材料几乎没有,謝謝,
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