论文部分内容阅读
在自然界中,生物大分子通过自组装的方法来构建精妙复杂的功能纳米结构。蛋白质或酶分子通过自折叠形成紧密的三维纳米结构就是自组装的最好的例证。受自然启发,科学家们试图组装各类人工大分子来模拟自然界中的纳米结构及其功能。近十多年来,以嵌段共聚物为代表的大分子自组装领域取得了尤为引人注目的进展,但当我们将这些人工大分子和天然大分子比较时,不禁发现许多生物大分子中最基本的结构和功能仍是我们的大分子所不具备的,因此构筑新型复杂结构的大分子及其自组装将是一个具有重大意义的科学问题。近年来,超分子聚合物在合成具有复杂规整结构、引入次级功能基团、具有环境适应性等方面都比传统的共价高分子体现出更大的优势。但是目前超分子聚合物的研究集中在其结构和性质的表征,而对超分子聚合物的自组装,尤其是具有生物功能的自组装亟待研究。因此,我们提出大胆的设想:是否能够利用超分子聚合物的构建优势,在分子级别上通过超分子化学的方法将催化功能基团和疏水结构单元同时构筑在高分子链中,然后利用其中的疏水作用像天然酶蛋白分子一样组装成具有生物活性的仿生功能体,从而为超分子聚合物生物自组装提供新的思路和借鉴。本论文就是基于以上想法,利用环糊精的主-客体相互作用为驱动力,将具有谷胱甘肽过氧化物酶活性的生物功能构筑基元和强π-π堆积作用的疏水结构单元喹吖啶酮,通过超分子化学的方法非共价地连接成具有两亲性交替结构的新型超分子聚合物,并研究了其自组装性质。我们发现,这类两亲性交替的超分子聚合物不单在溶液中能自组装成单分散性的纳米结构,更重要的是,它们还能表现出可观的抗氧化活性和典型的酶学性质:如底物特异性、饱和动力学等。此外,实验表明喹吖啶酮的疏水性和π-π堆积作用对超分子聚合物的自组装、生物催化和结构稳定性都起到了重要作用。