由国家自然科学研究所 自组装分子笼中包合物加速酰胺水解反应速率的方案
信用:NINS/国际监测系统 蛋白质由通过酰胺键连接的氨基酸组成
酰胺键显示出高的化学稳定性，并且在键周围具有平面结构
尽管酰胺键的高稳定性对于维持蛋白质功能是必不可少的，但是通过选择性解离相关的酰胺键将构件转化成一些其他分子种类是有问题的
已经尝试通过复杂的化学修饰通过选择性扭曲来控制特定酰胺键的反应性
通过多步有机合成已经产生了一些具有扭曲酰胺键的模型化合物，并且已经证明了它们的高反应性
据推测，这些扭曲酰胺键的高反应性也用于体内
一些蛋白质似乎在自溶和剪接过程中通过扭曲特定的酰胺键而被选择性切割
与人工合成的模型化合物不同，这些蛋白质应该利用非共价相互作用来扭曲它们的酰胺键
多年来，东京大学和分子科学研究所的研究人员已经制造了通过非共价相互作用自组装的分子笼
他们用分子笼来限制酰胺分子，酰胺分子可以被视为小块蛋白质的类似物，并通过在笼内加压来挤压酰胺键
研究人员在本论文中报告说，酰胺键具有平面结构，在自由空间是惰性的，可以扭曲，酰胺化合物可以通过将其限制在分子笼中而被激活(如图所示)
当目标酰胺化合物和分子笼在水溶液中混合和加热时，笼限制酰胺化合物
单晶x光结构分析显示两种具有扭曲结构的酰胺化合物被限制在笼中
发现酰胺键周围的扭转角达到34度
扭曲靶的水解反应速率加快了五倍
研究人员成功地创造了一种新的人工酶，这种酶具有以前未被开发的机制，可以限制和扭曲目标分子来激活特定的化学键
研究人员还成功地通过将不参与反应的“填充分子”与笼中的目标结合在一起来改变目标分子的反应性，从而精确地控制酰胺键的扭曲程度
没有填充分子，两个目标酰胺被限制在一个笼子里
两个目标中的一个被扭曲，另一个保持平面
相比之下，当锥形填料被混合，然后在一个笼中与目标一起被卷入时，目标保持平面
当平面填料分子与靶结合时，填料将靶的形状改变成扭曲的结构
研究人员研究了这两种情况下的水解反应速率，发现平面填料(扭曲靶)将速率提高了14倍，而锥形填料(平面靶)将速率提高了3倍
填料分子使研究人员能够精确调整反应速度
这是一项前所未有的成就，在以前的研究中从未发现过
这项研究为惰性分子的活化提供了一种新的方法，可应用于各种有机反应
单晶结构分析显示平面酰胺分子在笼内扭曲高达34度
碱水解的速度加快了五倍
信用:NINS/国际监测系统 研究人员表明，酰胺分子可以通过在笼子里扭动来激活，而无需繁琐的化学修饰过程
“我们正在寻找一种新型的笼子，它能以更高的效率激活目标，并将它们应用于其他类别的目标分子
有了我们的新笼子，我们将开发惰性分子的新激活方法
在未来，我们的笼子将被用作催化剂，选择性地挤压和激活目标分子的特定键，也将被用作体内前药的激活剂，”藤田说
可以通过将填料分子与目标酰胺一起限制在笼中来控制扭转角，然后控制水解反应性
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