第4章　人工二級結構：單分子組裝體及其功能

4.1　引言

天然肽和蛋白質的結構與關系在很大程度上取決于其二級結構。蛋白質二級結構主要包括α-螺旋、β-折疊和β-轉角等。這些二級結構組合在一起，形成更高級的三級結構和四級結構，賦予蛋白質識別、電子轉移、信號傳導和催化等功能?；瘜W家基于合成分子發展人工的二級結構，以研究控制生物高級結構的非共價鍵作用規律，建立序列-結構規律，以用于指導生物活性分子和藥物分子設計。一些人工二級結構可以作為序列和形狀明確的分子骨架，固定功能基團的空間排列，從而產生功能性的分子體系，并可以用于構筑復雜的組裝結構和開展分子識別研究等。

人工二級結構的構筑可以看作是一個單分子自組裝過程。所有的非共價鍵相互作用都可以用于構筑人工二級結構^［1-5］。部分由于氫鍵在形成蛋白二級結構時的重要性，以及酰胺及其類似物的結構多樣性和可修飾性，以氫鍵為驅動力構筑人工二級結構一直是生物結構模擬最重要的研究內容^{［2，3，6-13］}。脂肪類和芳香類的氨基酸、氨氧酸和脲等衍生物是重要的構筑基元^［2，3］?；诜欠枷泐愼０泛碗骞羌軜嬛亩壗Y構在化學生物學和藥物設計研究領域得到廣泛的應用^{［14，15］}，而芳香類酰胺骨架在阻斷蛋白-蛋白相互作用^{［16，17］}、抗微生物活性分子設計^［18］、有序組裝結構的構筑^{［3，19］}和剛性大環體系的合成^{［20，21］}等方面應用廣泛。本章將介紹代表性的結構，并簡要介紹典型結構的功能、活性或應用。