手機站
手机看片国产日韩欧美,老熟女激烈的高潮,日本道专区无码中文字幕,日韩AV东京社区男人的天堂
新聞

我院發現環二核苷酸人工金屬酶具有手性催化功能

發布者:曹凱超  發布時間:2020-02-24 11:16:13  瀏覽:

       近日,我院王長號副教授陳亞芍教授和德國康斯坦茨大學J?rg S. Hartig教授、中科院大連化物所李燦院士合作發現一種環二核苷酸c-di-AMP和銅離子自組裝形成穩定的人工RNA金屬酶,對水相中的不對稱Friedel-Crafts反應表現出優異的手性催化性能。

       人工金屬酶是一類新型的生物雜化催化劑,它通過將金屬物種引入到生物大分子(蛋白質和核酸等)的骨架結構中,實現生物催化和金屬催化的相結合,旨在拓展金屬/生物催化的反應類型和發掘生物分子的新功能。除了蛋白質作為手性骨架,DNA被廣泛用于組裝人工DNA金屬酶,高效實現了一系列水相中的不對稱反應。由于RNA容易降解并且結構不穩定,關于人工RNA金屬酶的手性催化研究還很少。因此,開發穩定、高效的人工RNA金屬酶成為人工金屬酶的研究熱點。

 

       環二核苷酸(CDNs)是一類天然的環狀RNA分子,它們含有兩分子的核糖核苷酸和一個12元環結構。它們在自然界中作為第二信使分子參與信號傳導和調節生理過程,但是,關于CDNs的催化功能研究尚未見報道。CDNs在不同的條件下可以形成多種空間構型,這為發展基于CDN的人工RNA金屬酶提供了手性骨架。本課題組在研究中發現一種含有兩個腺苷酸的環二核苷酸c-di-AMP和Cu2+離子能有效組裝成人工RNA金屬酶,對水相中的不對稱Friedel-Crafts反應表現出高的反應活性和優異的手性選擇性,最高ee值達到97%。相比空白反應,人工c-di-AMP金屬酶提高反應速率3000倍以上。與單獨銅離子相比,人工c-di-AMP金屬酶也可以提高反應速率近20倍。控制實驗表明,人工CDN金屬酶中的兩個腺苷酸和12元環結構對于CDN金屬酶的手性催化性能至關重要。光譜表征和DFT計算表明,兩分子c-di-AMP和Cu2+離子組裝成二聚體結構,其中兩個來自不同c-di-AMP的一個A堿基形成平面結構。Cu2+離子位于A-A平面中間,通過兩個A堿基的N7位和臨近的磷酸基的一個氧原子相互作用形成人工c-di-AMP金屬酶。本研究表明CDNs可以作為一類穩定的手性骨架用于組裝人工RNA金屬酶,未來有望解決更多類型的水相反應。另外,CDNs是一類天然環狀RNA分子,本研究為發掘CDNs在自然界中的潛在催化功能提供了研究依據。

       相關成果近期發表在《德國應用化學》(Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 3444-3449)上。論文第一作者為我院19屆碩士郝敏和王長號副教授,陳亞芍教授和王長號副教授為共同通訊作者,陜西師范大學為第一署名單位和唯一通訊單位。該工作得到國家自然科學基金、陜西省自然科學基金、中央高校基金的資助。


-----------------------------------

王長號副教授簡介:2002-2006年畢業于陜西師范大學化學化工學院,2006-2013年在中國科學院大連化物所獲得博士學位,師從李燦院士。2013-2015年在美國馬里蘭大學-帕克分校和2015-2017年在德國康斯坦茨大學進行博士后研究。2017年7月起就職于陜西師范大學,應用表面與膠體化學教育部重點實驗室主要成員。主要從事新型核酸的催化功能和仿生材料的表界面行為研究。主持國家自然科學基金、陜西省自然科學基金、中央高校基金等。近年來在J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Nature Commun.、Chem. Commun.等國際著名刊物發表學術論文20余篇,獲2013年中國科學院院長優秀獎、2018年陜西師范大學青年教師基本功大賽二等獎等榮譽。

陳亞芍教授簡介:陜西師范大學化學化工學院二級教授。2000年在日本茨城大學獲得博士學位,應用表面與膠體化學教育部重點實驗室主要成員。主要從事生物醫用材料表面功能化修飾和膠體化學方向的研究工作。先后承擔國家自然科學基金項目3項,省、市級科技攻關項目近10項,橫向課題4項,授權發明專利16項,在國內外學術期刊上發表論文100余篇,獲得2014年陜西省高校科學技術獎一等獎和2015年陜西省政府科技獎二等獎。承擔省級和校級教學改革項目10余項,發表教學研究論文近10篇,主編物理化學教材2部,國家級物理化學精品資源共享課負責人,國家級教學成果二等獎第一完成人。獲得省級教學名師和師德標兵稱號、寶鋼優秀教師獎、明德教師獎、校級教育教學突出貢獻獎和全國優秀教師等榮譽。