随着分子结构复杂度的不断提高，分子的功能性也必然会随之而不断增加。最为知名的例子就要数蛋白质的折叠了。蛋白质长链的动态精确的功能单元排列以及折叠赋予了蛋白质众多新奇的功能。化学家们已经意识到特殊预组织赋予分子独特功能性的能力，并合成了多种通过机械键交织排列的超分子结构。机械键的存在使得在这些超分子组装体中始终保持着一些具有大范围移动能力的组分。这种能力使得这类超分子组装体可以模拟天然生物分子的结构和功能。然而，为了更进一步模拟生物系统的结构和功能的复杂程度，合理的下一步是用天然构建块构建人工分子开关和机器，以便这些机器可以在水性条件下运行。在人造的机械互锁分子的合成中，人们往往需要借助模板诱导的方式进行合成。例如，通过冠醚-铵盐的相互作用来构筑复杂的互锁分子包括轮烷，索烃以及分子结等。然而，对于由多种氨基酸构成的多肽链，使用模板的方式合成互锁结构并不容易，因为多肽往往缺乏特定的识别模式。这使得构筑一些简单的互锁型多肽，例如肽[2]索烃也变得异常困难。
近日，美国普林斯顿大学的A. James Link教授团队通过在多肽链中不同位置放置半胱氨酸（Cys）残基以及蛋白酶的水解作用，开发了一种完全由多肽链组成的互锁结构的简便合成方法。该工作以题为“Dynamic covalent self-assembly of mechanically interlocked molecules solely made from peptides”发表在《Nature Chemistry》上。
文章亮点：
1. 该方法通过在多肽链的不同位置引入半胱氨酸，使水解后形成的环状多肽与线性多肽链之间形成不同的二硫键。借助于二硫键的动态性质，构筑了水溶液中不同组装方式的动态组合库。该组合库由多种不同的轮烷、链烷烃和菊花链以及更奇特的结构组成；
2. 通过动态组合的方法，可以检测并分离出具有多种机械拓扑结构的多肽互锁分子，包括套索肽，[2]轮烷，[c2]菊花链，[3]轮烷，[2-3]索烃以及双套索大环等等。这些都是常规方法难以合成的结构。机械互锁多肽可以作为完全合成的机械互锁分子与自然界中发现的天然机械互锁分子之间的桥梁。
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