吉林省科学技术协会2023年度基础研究学术交流活动手性化学生物学研讨会9月17日至19日在吉林省长春市举办。本次会议由吉林省科学技术协会主办,中国科学院长春应用化学研究所承办。
本次研讨会主题主题包括手性化合物的精准合成与分离、手性组装与手性超分子化学以及手性探针对生命活动过程的精准调控。
研讨会首先由中科院长春应用化学研究所韩福社研究员介绍了其在几类吲哚和萜类天然产物的不对称全合成研究方面的工作。天然产物合成是研究和发现新药的重要源泉,也是推动有机合成新方法、新策略和新理论发展的重要驱动力。近年来,韩福社课题组围绕系列结构新颖独特且具有重要生物活性的萜类和后依波加类天然产物的高效集群式合成,通过设计并发展手性合成新策略和新方法,高效实现了上述两种类型系列天然产物的不对称全合成。
随后中科院长春应用化学研究所赵传奇研究员介绍了其在核酸G-四链体手性调控方面的工作。赵传奇研究员依据G-四链体的结构特性,提出手性识别策略,合成系列手性金属螺旋,构建了小型的手性金属螺旋分子库,筛选出对基因组 G-四连体有手性、构象选择性的金属螺旋,实现细胞内 G-四连手性选择性识别与成像。另外, SARS-CoV-2 基因组存在稳定 G-四链体,证实 G-四链体是 COVID-19 药物新靶标。
中科院上海有机化学研究所赵延川研究员介绍了其在基于核磁共振氟谱的快速多组分手性分析技术方面的研究。赵延川研究员介绍了一种基于核磁共振氟谱的化学传感方法,检测中无需分离,无需标记,实时在线地得到类似于色谱峰的检测信号,精确对应复杂体系中的各个组分 。该方法独特的检测能力为研究复杂系统多组分相互作用及复杂化学体系演化规律提供了有力工具。同时,利用具有独特手性空腔的含氟金属探针可以对醇、酰胺、环醚、亚砜等大量结构不同的手性化合物进行快速分析并确定其绝对构型。
随后,西北大学曹利平教授介绍了其在手性自适应分子识别方面的工作。曹利平教授研究了大环主体识别手性客体时表现出的自适应手性构象转变规律,提出了手性自适应识别(Chiral Adaptive Recognition, CAR)的主客体识别模式,即主体分子能根据不同生物分子的手性构型或构象做出自适应性的手性变构,从而获得独特的手性光学响应。基于此,开发了具有手性自适应响应功能的分子主体,包括大环、分子笼以及超分子有机框架等,探索了他们对生物分子(包括氨基酸、核糖核苷、多肽、蛋白质以及 DNA)的荧光、圆二色以及圆偏振荧光信号的多重识别响应机制,实现了水相中生物分子的手性检测、手性表征、手性荧光等方面的应用。
随后,中科院长春应用化学研究所颜娇助理研究员介绍了其在界面化学调控构建手性无机纳米结构方面的研究工作。颜娇助理研究员主要着眼于纳米颗粒界面化学在纳米颗粒生长以及颗粒之间相互作用中的重要作用,通过调控纳米颗粒表/界面化学,研究了其在手性贵金属纳米组装体、手性离散贵金属纳米颗粒以及半导体量子点螺旋组装体的构建中的作用,并对各体系的手性信号来源进行了深入研究。
吉林大学刘堃教授介绍了其在表面等离子体纳米离子的手性效应研究工作。刘堃教授从手性生物分子与表面等离子体纳米粒子的表界面作用机制出发,提出了多种手性信号传递放大的策略,主要包括基于非手性粒子的长程有序组装策略、基于手性粒子的双重手性增强策略。揭示了组装结构有序性与 g 因子的相关性;以此为指导,发展了系列生物大分子诱导纳米粒子手性组装新策略,构筑了长程有序的纳米螺旋结构,大幅提升 g 因子至0.12(提升 4600 倍),取得了手性纳米材料在复杂生理环境中对淀粉样类疾病的早期检测和药物筛选方面的突破。通过纳米粒子手性晶面控制生长,建立了系列具有手性形貌的金纳米粒子对映体精准合成新方法,明确了生物系统对纳米尺度手性结构选择性规律,提出了手性纳米粒子手性组装(双重手性)增强的新策略。
随后,中科院长春应化所王洪双助理研究员介绍了若干精神活性物质的手性识别研究方面的工作。研究发现,精神活性物质在发挥生物学功能方面,同样存在较为普遍的手性识别效应。因此,利用精神活性物质的手性识别效应在保留治疗活性的同时,去除其副作用是一条潜在的有效策略。本报告将对发现的阿片类化合物、摇头丸(MDA 和 MDMA)、K 粉、尼古丁等几种精神活性物质的手性识别效应及作用机制进行介绍。
中科院大连化学物理研究所卿光焱研究员介绍了其在水稳定性纤维素纳米晶与手性偏关方面的工作。卿光焱研究员从 CNC 材料的问题出发,从高韧性、可拉伸的纤维素弹性体光子膜;多模式、可转换的手性光子防伪膜;用于汗液中 Ca 离子检测的 CNC可穿戴器件三个方面开展了水稳定性 CNC 高性能材料的制备和开发。
最后华南师范大学章伟光教授介绍了手性色谱分离技术应用与进展。对映异构体的物理化学性质非常相似,常规方法难以将其拆分。因此,建立专属、灵敏、快速的手性分析分离方法获得手性异构体和研究其在生命体内药动力学过程与阐明作用机制等具有重要意义。手性色谱技术的关键在于开发结构多样、性能优异的手性固定相材料,使其适用于如高效液相色谱(HPLC)、超临界色谱(SFC)、轴向压缩制备色谱(DAC)和模拟移动床色谱(SMB)等不同的现代色谱分离技术方法。
药物化学生物学课题组组长王晓辉研究员为外来报告专家颁发证书。本次会议除报告专家9人外,还有与会老师、学生30余人。与会者对本次论坛给予了高度评价,一致认为此次研讨会为手性化学生物学的学术交流提供了一个高质量的平台。