A+醫(yī)學百科 >> 超分子

人們熟知的化學主要是研究以共價鍵相結(jié)合的分子的合成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和變換規(guī)律。以J. M. Lehn為代表的學者所倡導的超分子化學已成為今后化學發(fā)展的另一個全新的領域。

超分子通常是指由兩種或兩種以上分子依靠分子間相互作用結(jié)合在一起，組成復雜的、有組織的聚集體，并保持一定的完整性使其具有明確的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀特性。

1987年法國科學家諾貝爾化學獎獲得者J. M. Lehn 首次提出了“超分子化學”這一概念, 他指出: “基于共價鍵存在著分子化學領域, 基于分子組裝體和分子間鍵而存在著超分子化學” 。超分子化學是基于分子間的非共價鍵相互作用而形成的分子聚集體的化學, 換句話說分子間的相互作用是超分子化學的核心。在超分子化學中，不同類型的分子間相互作用時可以區(qū)分的，根據(jù)他們不同的強弱程度、取向以及對距離和角度的依賴程度，可以分為：金屬離子的配位鍵、氫鍵、π-π堆積作用、靜電作用和疏水作用等。它們的強度分布由π-π堆積作用及氫鍵的弱到中等，到金屬離子配位鍵的強或非常強，這些作用力成為驅(qū)動超分子自組裝的基本方法。人們可以根據(jù)超分子自組裝原則，使用分子間的相互作用力作為工具，把具有特定的結(jié)構(gòu)和功能的組分或建筑模塊按照一定的方式組裝成新的超分子化合物。這些新的化合物不僅僅能表現(xiàn)出單個分子所不具備的特有性質(zhì)，還能大大增加化合物的種類和數(shù)目。如果人們能夠很好的控制超分子自組裝過程，就可以按照預期目標更簡單、更可靠的得到具有特定結(jié)構(gòu)和功能的化合物。

目前，超分子化學的研究范圍大致可分為三類：“1環(huán)狀配體組成的主客體體系；2有序的分子聚集體；3由兩個或兩個以上基團用柔性鏈或剛性鏈連接而成的超分子化合物（Super molecule）”。

(一)supra molecule 由兩個或兩個以上子體系，通過分子間作用力而形成的一個具有一定結(jié)構(gòu)和功能的實體。超分子內(nèi)的分子間作用力屬于非共價鍵，通常是靜電作用、氫鍵和范德華力等。超分子普遍存在，如酶及其底物、激素及其受體和冠醚與某些金屬的包合物都是超分子。

(二) elementary particle 又稱單元粒子。由一組聚合蛋白質(zhì)組成的能量轉(zhuǎn)導單位，存在于線粒體內(nèi)膜。它由7個復合體組成，其中4個是電子傳遞復合體，另外3個是ATP合成酶轉(zhuǎn)質(zhì)子酶和轉(zhuǎn)氫酶復合體。超分子是由1個基部，1個莖以及1個頭部組成的旋鈕樣結(jié)構(gòu)，這個結(jié)構(gòu)是由6個復合體圍繞一個中心單位排列形成的，中心單位是分成三部分的重復單位(TRU)。TRU的頭部是合成或水解ATP的部位，連接頭部和基部的TRU的莖決定ATP被合成還是被水解的調(diào)節(jié)裝置；TRU的基部是膜形成單元，起著連接系統(tǒng)的作用，4個電子傳遞復合體，1個轉(zhuǎn)氫酶和1個質(zhì)子酶圍繞著這個連接系統(tǒng)排列。

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