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Chem.-Eur. J.-铁蛋白为桥连配体,镍离子金属簇为中心的二元蛋白质-金属有机骨架化合物结构

创新点


中国农业大学食品科学与营养工程学院张拓教授团队和合作者针利用对铁蛋白为桥连配体和镍离子金属簇为中心反应获得第一个二元蛋白质-金属有机骨架化合物,并获得其原子层面结构信息。

关键词

 

金属有机骨架化合物,镍离子簇,铁蛋白,蛋白质表面重设计


金属有机骨架化合物(MOFs)是由无机金属中心(金属离子或金属簇)与桥连的有机配体通过自组装相互连接形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。蛋白质因其生物学功能以及结构上的多样性,可以作为此类多孔材料的构建模块。铁蛋白作为一类在结构上具有高度对称性的蛋白质,是构建周期性排列多孔材料理想材料。已有的利用蛋白质构建的金属有机骨架化合物都是需要小分子物质作为桥连配体的,所以都是三元体系。

中国农业大学食品科学与营养工程学院张拓教授团队和合作者针对这一问题,利用镍离子跟双组氨酸结构的高强度的结合力构建得到一个只由蛋白质和金属离子二元组分构成的金属有机骨架化合物,并通过晶体结构的分析得到其原子层面细节信息。 

由于铁蛋白的三个四重轴相当于空间坐标系的X、Y、Z轴,通过在铁蛋白四重轴附近插入四对双组氨酸结构,利用其跟镍离子的高强度结合力,沿铁蛋白的三个四重轴进行组装得到二元组分金属有机骨架化合物。在细节结构上,当溶液中镍离子浓度处在一个比较低的水平时,参与到两个铁蛋白之间的组装的是四对组氨酸和八个镍离子,而当溶液中镍离子浓度处在一个较高的水平时,参与到两个铁蛋白之间的组装的是八对组氨酸和十六个镍离子。


相关结果发表在Chemistry – A European Journal (DOI: 10.1002/chem.201905315)上,文章第一作者为顾春凯


原文链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/chem.201905315


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