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课题组展示

 

 

课题组研究方向:

我们课题组多年来一直从事化学、生物学和药学等交叉学科研究工作,目前的兴趣是探索杯咔唑的化学生物学和药物化学。

理解小分子与生物学靶标之间相互作用的规律是上述研究中的核心问题,也是广义主客体化学的研究范畴。从最初的冠醚、环糊精,到目前的第三代主体分子杯芳烃、柱芳烃等,主客体化学至今已有近半世纪的历史。不断衍生的主体也丰富了客体的演化:从最初的阴阳离子,中性小分子到生物大分子。对后两者的识别和调控能力决定了主体分子成为药物载体以及先导药物分子的潜力。

 

                   

目前的杯芳烃大都基于苯酚骨架,受构像及尺寸大小等因素的限制,与生物大分子适配度不高。因此,尽管杯芳烃在材料等领域取得了巨大成功,在生物学以及药学等生命科学中的应用却步履蹒跚,进展缓慢。构建具有更大尺寸、更丰富构像、与生物大分子适配性能更好的新型杯芳烃,是该领域研究的重点与难点。鉴于此,我们课题组采用咔唑这一稠环芳烃为基本骨架,构建了空间结构更大、构像更加独特的新型大环分子(杯咔唑,见上图)。

 


           

与传统的大环(见上图)相比,杯咔唑构像的可调范围更宽。其丰富的构像可以通过调节寡聚数目得以实现。如下图所见,杯[3]咔唑可形成一端封闭的锥形结构,其体积与钾离子通道大小相当;杯[4]咔唑可以形成中空的、类纺线锤形状的构象;而杯[5]、杯[6]等更高寡聚度咔唑大环的构像更加独特,目前仍在探索中。

另外,构成这些大环基本单元的咔唑,其自身也有许多独特的性质:它即是性能优异的荧光团,被广泛应用于生产染料、颜料、光电导体、感光材料等;也是天然生物碱的母核,其抗菌和抗肿瘤活性近年来也逐渐被发现和报道。咔唑自身的这些光电及生物性能也赋予了杯咔唑更加广泛的应用空间,值得深入地挖掘和探索。

           

当前,我们对杯咔唑的化学生物学研究主要聚焦于探索其模拟酶活性以及对核酸的识别和调控作用。通过我们的努力,我们期待杯咔唑能大放异彩,最终成为:1. 具有抗肿瘤活性的大分子类先导药物;2.增进难溶性药物生物利用度的小分子载体;3.活体检测疾病靶点的光学试剂。

发表论文:

2011,3至今(入职沈阳药科大学后)

1   Engineering 1,3-Alternate Calixcarbazole forRecognition and Sensing of Bisphenol F in Water

         Gang Li, Liang Zhao, Peng Yang*, Zhaozheng Yang, Zhangmin Tian, Yan ...

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