近日，我校新莆京app电子游戏计算物质科学团队孙运祥副教授及童朝晖教授携手Clemson大学丁锋教授，在纳米材料领域权威期刊《Small》（IF：15.153）上发表了题为“Molecular Insights into the Self-Assembly of Block Copolymer Suckerin Polypeptides into Nanoconfined β-Sheets”的学术论文，宁波大学为第一单位，孙运祥副教授和Clemson大学丁锋教授为共同通讯作者，2020级硕士研究生刘钰莹为论文第一作者。该研究得到国家自然科学基金（No. 11904189）的支持。
鱿鱼环齿（Suckerin）聚合物自组装材料所展现出的优异的热塑性、敏感的pH 响应性、良好的生物降解性和生物相容性，使其在药物输运、3D打印、人造组织等领域具有广泛的应用前景。Suckerin是由两种不同氨基酸序列模块交替排列形成的嵌段多肽共聚物：富含丙氨酸和组氨酸的M1模块和富含甘氨酸和酪氨酸的M2模块。揭示Suckerin的自组装机制，不仅有助于推动Suckerin嵌段多肽共聚物组装材料在纳米科技和生物医学中的应用，也会对未来新型仿生多肽纳米智能材料设计提供理论指导。
该研究利用快速离散分子动力学模拟方法，探究了Suckerin嵌段多肽的聚集动力学过程和相行为，揭示了Suckerin嵌段多肽共聚物的自组装分子机制。该研究发现：M1多肽模块β-sheet结构倾向性强但热稳定性差；M2多肽模块聚集倾向性强但结构有序度差；M1和M2聚集倾向的差异性使得Suckerin嵌段多肽产生“微相分离”组装复合结构体，聚集倾向性更强的M2模块会塌缩成柔软的“分子胶”，M1则被限制在M2分子胶簇的周围以β-sheet形式存在。富含甘氨酸和酪氨酸的多肽模块不仅存在于Suckerin嵌段多肽共聚物中，也在蜘蛛丝、蚕丝、贻贝足丝等嵌段多肽共聚物有广泛分布。该研究表明：富含甘氨酸和酪氨酸的多肽模块除了起到连接、间隔的作用之外，还能通过“微相分离”形成“分子胶”驱动嵌段多肽共聚物的自组装；Suckerin嵌段多肽共聚物的自组装分子机理的揭示，也有助于推动Suckerin嵌段多肽共聚物的广泛应用和新型仿生多肽纳米智能材料设计。
图1. M1、M2模块在275K的组装体构象分析。M1自组装分子结构呈现出高度有序延展β-sheet结构，M2则受疏水相互作用驱使塌缩成紧凑无序结构。
图2. 在M1-M2-M1和M2-M1-M2嵌段共聚物在275K自组装动力学过程。M1和M2模块聚集能力的差异性使得M1-M2-M1和M2-M1-M2嵌段多肽共聚物自组装成“微相分离”复合结构体。M2模块塌缩成柔软的“分子胶”，M1模块以β-sheet结构形式被粘附在M2“分子胶”周围。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.202202642
