주기적 양친매성 펩토이드 시트 조립

periodic-amphiphilic-peptoid 가닥이 peptoid-2D-nanosheet를 형성하는 2단계 구형-시트 전환 결정화 경로로, 비키랄 백본을 구조적 기반으로 삼아 세 가지 상승적 힘에 의해 구동된다.

경로

• 1단계 — 빠른 붕괴: 혼합 시 발열 반응과 함께 ~200 nm 크기의 무정형 구체로 붕괴됨 (ITC; DLS 크기가 20분 이내에 3배 증가) (see Nam et al., Nat. Mater. (2010), Fig. 4b, Suppl. S₁₅).
• 2단계 — 결정화: ~3시간의 지연 후 ~18 h 에 걸쳐 시트가 성장함; 사슬이 3D 밀집 구체에서 2D 확장 이중층으로 재분배됨에 따라 FRET 효율이 0.26 → 0 으로 감소하고 탁도가 사라짐 (see Nam et al., Nat. Mater. (2010), Fig. 5e).

세 가지 구동력

1. 주기적 양친매성 — 2배 반복 서열이 all-trans 확장 형태를 가능하게 하여 소수성 Npe 잔기는 내측으로, 하전 잔기는 외측으로 배치됨.
2. 반대 전하 가닥 간의 상보적 정전기 쌍형성 — 혼합 비율에 관계없이 1:1 화학양론비가 엄격하게 유지됨 (see Nam et al., Nat. Mater. (2010), Fig. 4c).
3. 5.3 Å 간격의 페닐–페닐 edge-face 방향족 스태킹 (see Nam et al., Nat. Mater. (2010), Fig. 4a).

구조적 기반으로서의 비키랄성

비키랄적이며 수소결합 공여체가 없는 펩토이드 백본은 폴리펩타이드 β-시트 유사 조립체를 1D 꼬인 피브릴로 전환시키는 키랄성 기반의 비틀림을 제거함으로써, 평평한 2D 성장을 가능하게 한다. 이 메커니즘의 단일 사슬 확장에 해당하는 것이 single-chain-polypeptoid-self-assembly이다 (Kudirka et al., Biopolymers (Peptide Science) (2011), paper_015).