类蛋白序列对二维组装机理和动力学的影响

二维（2D）材料具有独特的物理和化学性质，具有广泛的应用潜力。类肽是一种分子，由一类序列定义的聚合物组成，模仿生物化合物，可以自组装成具有特殊性质的2D晶体片，如高化学稳定性和自我修复能力

发表在ACS Nano上的一项研究考察了类蛋白序列对其在云母表面2D组装的机制和动力学的影响，以及分子相互作用如何改变组装动力学

2D材料在化学传感、催化、储能和生物医学等领域具有强大的应用潜力。因此，人们投入了大量的精力来研究它们形成的机制和动力学，以充分发挥它们的潜力

这项研究的结果表明，序列细节、带电基团的位置以及与底层基质的相互作用显著影响这些材料的热力学稳定性和组装动力学

揭示类蛋白序列与其组装机制之间的关系，以及由此产生的结构，有助于填补关键的知识空白，并为未来研究与功能组件的协同组装打开大门

人们对控制2D材料的合成路线非常感兴趣，因为它们在各种领域具有广泛的潜在应用。具有与肽类似结构的类蛋白的2D组装体就是这样一类材料

在这项研究中，研究人员使用原位原子力显微镜和时间分辨X射线散射研究了类蛋白序列对云母表面二维组装机制和动力学的影响。他们探索了三种不同的类蛋白序列，它们是两亲性的，具有疏水性和亲水性嵌段，并且可以自组装成二维片

研究表明，这些类蛋白序列在云母上的组装始于聚集体沉积并扩散成岛，通过众所周知的过程结晶

结果还证明了每个类蛋白序列的不同特征，以及与表面相互作用产生的显著差异——在本体溶液中组装最慢、最可溶的序列在云母表面上生长最快，变得最不可溶，几乎没有分离，这意味着一旦生长单元附着在岛边缘，就不太可能分离

总的来说，这项研究的发现表明，序列细节，特别是带电基团的位置，以及与底物的相互作用，可以显著改变热力学稳定性和2D组装动力学 More information: Sakshi Yadav Schmid et al, Influence of Peptoid Sequence on the Mechanisms and Kinetics of 2D Assembly, ACS Nano (2024). DOI: 10.1021/acsnano.3c10810

Journal information: ACS Nano