在生命体中,蛋白质的生物功能与其结构的特殊性是密不可分的。蛋白质结构与功能关系的研究,不仅可以从分子水平上解释生命现象的化学本质,而且能促进生物学、医学等其它相关学科的发展。然而蛋白质分子通常由大量的氨基酸单元所组成,并且以复杂的折叠方式进行组装,因此相关研究仍具有非常大的挑战性。为解决这一难题,化学家们开展了大量对于蛋白质结构的仿生研究,希望以相对简单的仿生结构为基础,帮助我们深入学习和了解蛋白质的结构与功能。二硫键作为蛋白质的重要组成部分,对其高级结构的组装和空间构型的稳定性起着重要的作用。二硫键的形成与断裂同样也是调控生物功能表达的一种重要手段。生物大分子的折叠行为启发了具有非生物骨架的芳香酰胺折叠体的研究。在本论文中,我们将二硫键引入芳香酰胺折叠体研究中,来探索二硫键对于仿生折叠体结构和性质的影响,并希望利用二硫键的动态共价性,实现对其结构和功能的动态调控。基于此,我们设计并合成了一系列末端具有二硫键桥连单元的芳香酰胺折叠体序列,并对其结构和性质变化进行了详细的表征与分析。1)通过在吡啶-喹啉双螺旋折叠体的末端引入二硫键桥连单元,利用二硫键的固定作用,改变双螺旋折叠体的平行与反平行构型。在平行双螺旋结构中,折叠体另一末端的手性分子在空间距离上彼此接近,核磁和圆二色谱测试表明,此时手性分子之间存在空间交流作用,能够增强手性分子对折叠体的手性控制。随后,通过氧化还原反应,调控二硫键的形成与断裂,实现循环调控双螺旋折叠体的结构转换和手性放大行为。2)利用吡啶折叠体在结构上的预组织性,高效合成了具有双螺旋结构的大环分子。通过单晶与核磁测试,分别表征了大环分子在固体和溶液状态下的构型。随后,通过对折叠体序列进行质子化和去质子化,调控螺旋结构的氢键排列,从而导致大环分子在α-helix与β-sheet结构之间转换。进一步研究表明,质子化大环结构具有特殊的带电空腔,能够对富电子的稠环芳烃进行有效识别。3)利用二硫键桥连短链折叠体成功构筑了仿生三级结构。通过在吡啶-萘啶折叠体序列的末端引入二硫键桥连单元,使短链折叠体聚集并自组装为分子间三螺旋结构。在氯仿-正己烷的混合溶液中成功得到三级结构的晶体,并对其进行了测试及解析。该分子间三螺旋与分子内平行双螺旋存在结构转换行为,可利用疏溶剂作用力进行调控。此外,该研究发现平行双螺旋结构所具有的开口型空腔,对于酒石酸等客体分子具有较好的识别作用。该研究展现了二硫键在仿生高级结构组装中的潜在应用价值,二硫键的引入有利于芳香酰胺折叠体结构和功能的进一步优化。