折疊體
編輯在化學中,折疊體是在溶液中折疊成構象有序狀態的離散鏈分子或低聚物。它們是模擬蛋白質、核酸和多糖折疊成明確構象(如螺旋和β-折疊)的能力的人工分子。折疊體的結構通過非相鄰單體之間的非共價相互作用來穩定。研究折疊機的主要目標是設計具有可預測結構的大分子。折疊分子的研究涉及分子自組裝、分子識別和主客體化學等主題。
折疊體的設計
編輯折疊體的大小可以不同,但??它們是由非共價、不相鄰的相互作用定義的。該定義不包括聚(異氰酸酯)(通常稱為(聚氨酯))和聚(脯氨酸)等分子,因為它們由于相鄰的共價相互作用而可靠地折疊成螺旋。折疊體具有動態折疊反應[展開→折疊],其中大宏觀折疊是由疏溶劑效應(疏水坍塌)引起的,而折疊折疊體的最終能態是由于非共價相互作用。這些相互作用協同工作以形成最穩定的三級結構,因為完全折疊和展開狀態比任何部分折疊狀態都更穩定。
折疊預測
折疊體的結構通常可以從其一級序列中預測。該過程涉及在各種條件下在原子水平上動態模擬折疊平衡。這種類型的分析也可以應用于小蛋白質,但是計算技術無法模擬除最短序列之外的所有序列。折疊體的折疊路徑可以通過測量在不同熱力學和動力學條件下實驗確定的有利結構的變化來確定。結構的變化是通過計算與首選結構的主鏈原子位置的均方根偏差來測量的。不同條件下折疊體的結構可以通過計算確定,然后通過實驗驗證。溫度、溶劑粘度、壓力、pH和鹽濃度的變化都可以產生有關折疊體結構的有價值的信息。測量折疊動力學以及折疊平衡可以觀察這些不同條件對折疊體結構的影響。溶劑通常會影響折疊。例如,涉及疏水塌陷的折疊途徑在非極性溶劑中的折疊方式會有所不同。這種差異是由于不同的溶劑穩定了折疊途徑的不同中間體以及基于分子間非共價相互作用的不同最終折疊體結構。
非共價相互作用
非共價分子間相互作用,盡管個別很小,但它們的總和在很大程度上改變了化學反應。下面列出了化學家用來設計折疊分子的常見分子間作用力。
常見設計
編輯折疊體分為三個不同的類別:擬肽折疊體、擬核糖體折疊體和非生物折疊體。擬肽折疊體是模擬蛋白質結構的合成分子,而擬核苷酸折疊體是基于核酸中的相互作用。非生物折疊體通過在自然界中通常不存在的芳香和電荷轉移相互作用來穩定。下面描述的三種設計偏離了摩爾對折疊器的嚴格定義,其中不包括螺旋折疊器。
擬肽
肽模擬折疊體經常打破前面提到的折疊體的定義,因為它們通常采用螺旋結構。由于其設計和功能,它們代表了折疊機研究的一個重要里程碑。xxx的擬肽組由β-肽、γ-肽和δ-肽以及可能的單體組合組成。這些肽的氨基酸僅相差一個(β)、兩個(γ)或三個(δ)亞甲基碳,但結構變化是深刻的。這些肽序列被高度研究,因為序列控制導致可靠的折疊預測。此外,在側翼肽鍵的羧基和氨基末端之間存在多個亞甲基碳,可以設計不同的R基團側鏈。Reiser和同事的發現中可以看到β肽的新穎性的一個例子。使用由α-氨基酸和順式-β-氨基環丙烷羧酸(cis-β-ACCs)組成的異源寡肽,他們發現在低至七個殘基的寡聚體中形成螺旋序列,并在五個殘基中定義了構象;含有環狀β-氨基酸的肽所獨有的品質。
擬核苷酸
擬核苷酸一般不符合折疊體的條件。大多數旨在模擬單個DNA堿基、核苷或核苷酸,以非特異性靶向DNA。它們有幾種不同的藥用用途,包括抗癌、抗病毒和抗真菌應用。
非生物
非生物折疊分子又是一種有機分子,旨在展示動態折疊。他們利用一種或幾種已知的關鍵分子間相互作用,并通過他們的設計進行了優化。一個例子是低聚吡咯,它通過氫鍵結合陰離子(如氯離子)而組織起來(見圖)。在陰離子存在下誘導折疊:否則聚吡咯基團幾乎沒有構象限制。
其他示例
- 通過疏溶劑力和芳族堆積相互作用,間苯乙炔基低聚物被驅動折疊成螺旋構象。
- β-肽由氨基酸組成,在胺和羧酸之間含有一個額外的CH2單元。它們對酶降解更穩定,并且已被證明具有抗微生物活性。
- Peptoids是N取代的多聚甘氨酸,它利用空間相互作用折疊成多脯氨酸I型螺旋結構。
- 由疏水性和芳香族堆積相互作用驅動的在水溶液中折疊的Aedamers。
- 芳香族低聚酰胺折疊體這些例子是一些xxx且結構特征xxx的折疊體。
- 芳酰胺折疊劑,例如Brilacidin
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