论文信息：

Precise AIE-based Ternary Co-assembly for Saccharide Recognition and Classification

Yongxin Chang, Juan Shao, Xinjia Zhao, Haijuan Qin, Yanqing Du, Junrong Li, Qiongya Li, Wenjing Sun, Guoxiong Wang, and Guangyan Qing*.

Advanced Science, 2024, 10.1002/advs.202405613.

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202405613

我所生物分离与界面分子机制研究组（1824）卿光焱研究员团队在糖类识别领域取得了新的进展。糖类在生物体内发挥着至关重要的作用，涉及细胞间相互作用、免疫反应以及细胞功能等多项关键生物过程。通过识别糖类结构，研究人员能够开发出选择性针对这些糖类或其相关蛋白质的药物，从而调节病毒入侵、细胞黏附和免疫反应等生物过程。然而，由于糖类结构复杂，目前在高特异性和选择性糖类识别配体方面仍存在很大挑战，这限制了其在生物化学和生物医学领域的应用。在过去几十年里，化学领域的研究人员致力于开发能够选择性识别糖类或其衍生物的合成受体，但实现这一目标需要非常复杂的分子设计和多步骤的合成，且产量较低。

为了解决这一难题，研究团队提出了一种创新的三元共组装策略。这一策略通过基本分子模块构建多功能结构，避免了复杂的分子合成。然而，三元共组装涉及三种不同组分之间的多重相互作用，需精细控制以实现预期的组装，这对理解和平衡这些相互作用提出了很高的要求。此外，由于缺乏直观的观察工具，探索三元共组装系统的案例一直寥寥无几。

本次研究中，团队通过使用一种独特的卤键驱动的聚集诱导发光（AIE）分子——N‑(3-（甲苯胺基）丙烯亚胺盐酸盐，成功解决了糖类识别和三元共组装面临的难题。该分子表现出强大的自组装能力，并能与4-巯基苯硼酸特异性结合，形成高度有序的共组装结构。与不同糖类相互作用时，这种共组装结构可以进一步生成具有有序晶体结构的簇状、球形和棒状微观结构，并伴随显著的荧光增强。利用这种独特的荧光变化，研究团队实现了各种糖类异构体的精准检测和区分。此外，得益于AIE分子的优越扩展性，研究人员还构建了一个阵列传感器，优化了糖识别的效率。这一三元共组装系统不仅避免了复杂的分子合成和繁琐的提取步骤，还提高了糖类识别的特异性和敏感性，为设计糖类受体开辟了一条新途径，在推动糖类相关药物开发、疾病诊断和治疗方面具有较大潜力。

从分子自组装的角度来看，该研究利用AIE概念探索了三元共组装的形成。这种创新方法提供了一种快速、直观且高效的工具，能够筛选出组装成分，并根据显著的AIE效应确定最佳模块组合，大大加快了三元共组装系统的发现过程。这一策略不仅为未来精确纳米结构和先进材料的创建铺平了道路，还推动了我们对自然界中组装行为的深入理解。相关研究成果以“Precise AIE-based Ternary Co-assembly for Saccharide Recognition and Classification”为题，发表在Advance Science上。上述工作的第一作者是我所1824组博士后常永新。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、国家资助博士后研究人员计划的资助。（文/图 常永新）