Nature:对MOF配体的构象进行化学调控
初学者 初学者 2019-01-17

金属有机框架材料(MOFs)是指有机配体与金属节点结合而成的结晶性合成多孔材料:这类材料可能是刚性的,也可能是柔性的。沸石类似物和刚性MOFs因其特别的化学组成、性质与结构,能通过内表面的形状和功能化控制其孔内客体分子的排布、化学组成和性质,因此在吸附、分离和催化领域有着广泛应用。其结构对应能量全景图中单个的极小值点。相比之下,蛋白质通过多肽中的键旋转实现多个介稳结构之间的转变,从而行使功能;其中每种结构均处于构象能量图中的一个极小值点,且能依据与蛋白质相互作用的分子的化学组成和性质进行选择。这些结构变化的机理是构象选择(小分子结合使蛋白质稳定在较高的能量极小值点对应的状态),以及诱导契合(小分子的引入使得蛋白质形成新的结构,这种结构并不处于(未引入前)构象能量图中的极小值点)。

 

英国利物浦大学Matthew J. Rosseinsky等人的研究显示,多肽配体中共价键的旋转能改变柔性MOF,使其可能具有9种不同的晶体结构,从而描绘出一幅具有多个结构稳定点(能量极小值点)的构象能量图。通过诱导肽链构象改变,MOF对小分子客体的吸收可被化学引发。这种变化将材料从构象能量图中极小值点对应的客体吸收惰性状态转变为活性状态。作者认为,柔性有机配体构象的化学调控为开放骨架结构材料中孔隙几何,内表面化学组成与性质,以及相应功能的改性提供了一条路径。


                                               

Katsoulidis A P, Antypov D, Whitehead G F S, et al. Chemical control of structure and guest uptake by a conformationally mobile porous material[J]. Nature, 2019.

DOI: 10.1038/s41586-018-0820-9

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0820-9#article-info


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