近日，球速体育平台化學與分子工程學院李大為（David A. Leigh）教授團隊在分子拓撲學方面取得突破性進展，相關研究成果8月26日以‘Tying different knots in a molecular strand’為題在線發表在球速著名學術期刊《自然》（Nature 2020, 584, 562-568.）（圖1）🧑🏻‍🦰，球速体育平台為成果第一單位。

圖1❤️‍🔥：李大為教授團隊利用單一股線構築不同單分子拓撲結構（Nature 2020, 584, 562-568.）

　　“該篇工作最大的創新點是我們首次實現了利用單一分子股線通過模擬分子伴侶蛋白誘導蛋白折疊的過程🚫，構築了三種不同的分子拓撲結構🤾🏿‍♂️，這一過程完全區別於該領域以前所報道的一種合成方法對應一種拓撲結構的策略，大大拓展了分子拓撲學在未來研究拓撲類蛋白功能及構象關系的潛力。”李大為教授介紹，“與此同時👨🏿‍✈️，值得一提的是，在我們所得到的三種拓撲結構中，存在對稱度較低的5₂結這一結結構🍔，這也是科學家首次報道該拓撲結構的合成策略。”

李大為教授在球速体育作主題演講

Nature關註：一條分子鏈◾️，打出多種結

　　作為分子拓撲學方向的奠基者和開拓者🤵🏼‍♂️，李大為教授在構築納米結構的分子結和探索其性質和功能方向做出了卓越的貢獻🪖。在此前的研究中，李大為教授課題組已經報道了很多利用不同金屬模板的策略構築不同復雜程度的單分子結🔨，但仍然缺乏用一條分子鏈打出多種結的策略。針對這一科學問題🟪💂🏼，受伴侶蛋白（Chaperone）機製啟發，李大為教授團隊基於上述工作，在一條分子鏈上👩‍👩‍👧‍👦，利用過渡金屬離子和鑭系金屬離子作為正交模板，通過點手性誘導構築了具有單一拓撲手性的分子結5₂🏊🏽‍♀️。此外，研究人員也能夠利用該分子鏈選擇性合成大環0₁（unknot）和分子結3₁另外兩種拓撲異構體👩🏿‍⚖️。這不僅提供了構築復雜分子結的策略，同時也推動了分子拓撲學的發展。

圖2：分子結5₂的合成

　　分子結5₂的合成由四步製備得到（圖2）。首先配體L1與Cu(I)配位高效率地形成兩種金屬絡合物（ΛCu和ΔCu）; 第二步，由於配體中點手性的誘導，只有其中的一種構型ΛCu絡合物能夠與三價鑥離子形成開鏈的分子5₂結; 第三步🍰，通過烯烴復分解鎖定開鏈結構得到金屬分子5₂結; 第四，脫去兩種金屬離子製備得到有機分子5₂結。需要指出的是，分子結5₂的合成不受熱力學控製，不同的金屬離子添加順序會產生不同的結果。實驗結果表明，僅在先添加Cu (I)然後添加Lu (III)的條件下可以得到https://www.nature.com/articles/s41586-020-2614-0

圖文🧘🏻、來源｜化學與分子工程學院　部分文字來源於X一MOL資訊相關報道

通聯采訪、編輯｜呂安琪