假如分子会谈恋爱，氨基酸和糖的故事绝对是一部浪漫的爱情故事。氨基酸执着地伸出左手与伴侣牵手，而糖偏偏喜欢伸出右手与伴侣相握。这对“手性分子伴侣”的左右手争夺战如何影响糖肽分子聚集过程中宏观水凝胶力学、纤维纳米力学、不对称分子堆积模式和热力学变化尚不清楚。

Scheme 1. Schematic representation of a subtle change in glycopeptide stereochemistry arising from different chiral combinations of peptides (L or D-FFFK) and saccharides (D-Gal or D-Glc) demonstrates a profound influence on the chiral self-assembly of glycopeptides at various levels. These levels include the macroscopic mechanics of hydrogels, supramolecular chiral morphologies, nanomechanics of assemblies, internal molecular stacking patterns, and aggregation thermodynamics.

为此，本研究对我们前期报道的FFFK肽（ACS Nano, 2024, 18, 5051-5067.）进行糖基化修饰，构建了两对L/D和D/D糖肽异构体（即L-FFFK-D-Gal versus D-FFFK-D-Gal; L-FFFK-D-Glc vs D-FFFK-D-Glc）。实验结果表明，糖肽的自组装过程高度依赖于肽（L或D）和糖（D）的不同手性组合所产生的立体化学的细微变化：水凝胶黏弹性、超分子手性形貌、纤维纳米力学、内部分子堆积模式和聚集热力学等方面的显著差异印证了这一点。与D/D糖肽相比，L/D糖肽更喜欢采用更窄的分子堆积模式，这导致纤维的螺距增加，组装体的机械强度降低，以及分子聚集热力学提高。此外，与D/D糖肽相比，L/D糖肽原纤维（即β-折叠双层结构）更倾向于相互缔合，导致水凝胶黏弹性的增加。全原子分子动力学模拟结果表明，与D/D糖肽相比，L/D糖肽在原纤维中更倾向于采用更窄的堆积模式，肽和糖之间的氢键作用显著增强，导致原纤维的扭转角更小，螺距更大。揭示肽和糖在不同水平上的手性互动，有助于精确控制糖肽的手性自组装行为，从而优化其理化性质（如超分子螺旋性、纤维纳米力学和宏观水凝胶力学）和生物学功能（如免疫调节、抗菌和干细胞分化调控）。

该研究以题为“Chirality Interplay of Peptide and Saccharide on Glycopeptide Self-Assembly”的论文发表在最新一期《Nano Letters》上。本工作得到国家自然科学基金（22472042, 21603166）、国科温州研究院启动项目（WIUCASQD2019001, WIUCASQD2024003, WIUCASQD2021010）等基金的资助。

文章链接： https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.4c05635?articleRef=control。