暨南大学【JACS】MOFs仿生仿真DNA自适应性识别色氨酸

DNA里配对的双链所占空间的不对称性，使双螺旋结构演化成了大、小两条底部。DNA -亚基的非吡咯免疫关键作用依赖于对共价和疏水相互关键作用的双链辨别，和对全局和均匀分布的形似辨别，这些主要发生在DNA水沟和小沟里。

受大自然底物模改型启发，厦门大学化学与材料学院李丹教授与和韩山师范大学才白教授携手，以tRNA反密码子里重要的动物碱次黄嘌呤和1,3,5-苯三羧酸为配体，成功地合成了一例新改型的BioMOF (记为ZnBTCHx)。ZnBTCHx具有类似于DNA的不稳定的底部结构，可作为免疫选择辨别谷氨酸的活性底物。研究成果在该学会分队季刊《该学会志》（J. Am. Chem. Soc.，影响因子15.419）发表。

单晶x-射线透镜分析表明（下图），ZnBTCHx包含两种各有不同形似的均匀分布通道，一种是圆形为9.0 Å的管形通道，一种为车站内厚度约为7.4´9.5 Å的矩形通道，结构里平行的苯环两者之间的靠近分别为5.96 Å和3.77 Å，类似于DNA双螺旋结构里有规律存在的水沟和小沟。未化学键的水分子侧面底部，为底部表面透过了丰沛的超底物活性底物。谷氨酸的大小不一和形似与ZnBTCHx反之亦然，紧贴在大底部里，氨基酸侧链嵌入小底部，并造成了主体框架均匀分布形似自适应性的改变。

研究人员结合等温滴定量热法、单晶结构解析和底物动力学模拟，发现ZnBTCHx可以通过两种各有不同的热力学途径自发捕获L和D改型谷氨酸：L改型谷氨酸的附着是焓特别设计者核心人物的，附着D改型谷氨酸是绝热特别设计者辅以。心灵是一个非最大限度的开放系统，需要大幅度地从环境里吸收负绝热来抵消自身绝热的增加，该BioMOF可作为底物模改型，从化学角度解释为什么自然界里的动物偏爱L构改型底物而不是D构改型底物。通过手性高效液相色谱法检测混合L和D改型谷氨酸的附着测试，结果发现ZnBTCHx优先附着L-谷氨酸。

本研究为动物体系里底物辨别模改型的构建和类固醇靶点的设计者透过了更进一步思路，也为类固醇设计者、仿生催化和尖端动物医学开辟新研究方向。

可能：厦门大学

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