可内部修饰的超分子仿生催化剂的构筑及其在有机合成中的应用

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21901172
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0112.功能分子/材料的合成
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Chemists have been inspired by natural enzymes since their discovery. Supramolecular structures offer one way to mimic the basic working principle of enzymes due to their ability to encapsulate and stabilize guest molecules. Although studies using supramolecular structures as the catalysts are receiving increasing attention in recent years, supramolecular catalysis has not been widely used in organic synthesis as small-molecule catalysis. One of the most important reasons is that the construction of catalytically active supramolecular structures is still challenging. In this proposal, we will synthesize supramolecular cages featuring endohedral functional groups, which will be modified after the construction of the supramolecular structures. By applying the post-assembly modification strategy, we aim at two applications of the supramolecular structures constructed. For structures already possessing catalytic center, the cavity will be tailored to adapt suitable substrates by modifying the endohedral moieties. The preferential binding of certain substrate is expected to be translated into selectivity based on recognition of the substrate configuration. In other cases, catalytic active functional groups will be installed within the cavity via the modification of endohedral functional groups. This may provide a new way to combine supramolecular catalysis and small-molecule catalysis and will be used to construct molecular factory resembling multi-enzymatic systems. By performing the research proposed above, we may establish a new method to construct supramolecular catalysts and may provide new solutions to address the selectivity and efficiency issues encountered in organic synthesis.
超分子结构由于其包覆和稳定客体分子的能力被科学家们视为天然酶的潜在模拟物。近年来,虽然以超分子结构作为催化剂的研究受到了越来越多的关注,超分子催化却并未像小分子催化一样被广泛地运用到有机合成中。最重要的原因之一就是构筑具有催化活性的超分子结构仍具有较大的挑战性。本研究拟构建具有内部活性官能团的超分子结构作为平台,通过对超分子结构腔体的模块化修饰开展两方面的研究:一、通过对超分子催化剂腔体形状或大小的调控使其适应不同的底物,发展基于构型识别的选择性反应模式;二、通过在超分子结构的腔体内引入具有催化活性的基团,探索将超分子催化和小分子催化结合的新模式,并将所得的新型超分子催化剂用于构建类似天然多酶体系的连续反应“分子工厂”。通过上述的研究,我们有望发展一类具有一定普遍适用性的构筑超分子催化剂的新模式,为有机合成的选择性和效率问题提供新的解决方案。

结项摘要

超分子结构由于其包覆和稳定客体分子的能力被科学家们视为天然酶的潜在模拟物。近年来,虽然以超分子结构作为催化剂的研究受到了越来越多的关注,超分子催化却并未像小分子催化一样被广泛地运用到有机合成中。最重要的原因之一就是构筑具有催化活性的超分子结构仍具有较大的挑战性。天然酶的催化活性源于其腔体内大量的活性氨基酸残基。因此,在超分子结构的内部引入具有催化活性的基团是构建超分子仿生催化剂的关键。本研究以发展一种具有普适性的构建超分子仿生催化剂的策略为研究目标,开展了以下三方面的研究:(1)[Pd2(LA)2(LB)(LC)]型杂配体超分子笼的精准合成;(2)[Pd2(LA)2(LB)(LC)]型杂配体超分子笼的位点选择性内官能化;(3)内官能化杂配体超分子笼的初步主客体化学研究。通过上述研究,我们发展了一种“自下而上”地构建内官能化超分子主体结构的新方法,为仿生超分子催化剂的构建提供了一种具有一定普适性的新策略。. 在本项目的资助下,项目负责人作为通讯作者将研究成果发表于Angew. Chem. Int. Ed.期刊。培养博士生3名,硕士生2名。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Controlled construction of heteroleptic [Pd2(LA)2(LB)(LC)]4+ cages: A facile approach for site‐selective endo‐functionalization of supramolecular cavities
异配体 [Pd2(LA)2(LB)(LC)]4 笼的受控构建:超分子腔位点选择性内功能化的简便方法
  • DOI:
    10.1002/anie.202217215
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Angewandte Chemie International Edition
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yan Liu;Shou-Heng Liao;Wen-Tao Dai;Qixia Bai;Shuai Lu;Heng Wang;Xiaopeng Li;Zhe Zhang;Pingshan Wang;Wei Lu;Qi Zhang
  • 通讯作者:
    Qi Zhang

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    2019
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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