图1. L-A20和DL-A20合成路线与UCST行为
图2. L-A20和DL-A20的二级结构
为了探究两种聚多肽性质差异的原因，作者通过圆二色光谱和傅里叶红外光谱表征发现（图2），两种聚多肽具有不同的二级结构，L-A20是α-螺旋构象，DL-A20则是无规线团构象。通过变温核磁氢谱和圆二色光谱的系统研究，作者认为手性聚多肽规整的α-螺旋结构为其提供了高度有序的空间结构，有利于聚多肽侧链之间形成协同的氢键相互作用。因此，当温度升高时，侧链的协同氢键将会同时发生断裂；而当温度降低时，断裂的氢键则会发生重组，这种氢键的断裂与重组具有可逆性。内消旋聚多肽不具有热响应行为主要是由于无规线团构象不利于侧链间氢键的形成，因此内消旋聚多肽易于形成分子内氢键以及和水分子形成分子间氢键，在温度升高或降低过程中不会发生明显的脱水或水合。根据上述结果，作者绘制了两种聚多肽的响应行为机理图（图3）。
图3. L-A20和DL-A20的UCST行为机理图
本研究合成了手性和内消旋的聚谷氨酸衍生物，这两种聚多肽展示出了截然不同的刺激响应行为。手性聚多肽的氨基酸残基通过形成协同的分子内氢键，形成螺旋结构，而螺旋结构又有助于聚多肽侧链之间形成协同的分子间氢键，能够在环境变化时发生可逆的断裂和重组。本研究展示了手性在聚多肽物理化学性质中的重要性，为新型多肽材料的合理设计提供了理论依据。
相关论文发表在Macromolecules上，宁波大学硕士研究生刘亚丽为文章的第一作者，陈重一教授为通讯作者，赵传壮教授为共同作者。
原文链接：
https://doi.org/10.1021/acs.macromol.2c00291
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