摘要：来自日本的研究人员的报道，分子工程的显着进步通过日本的研究人员报告了肽和金属离子的自组装，从而产生了大型的空心球形壳纳米结构。这种十二面体连接结构，直径为6.3纳米，是通过将源自结理论和图形理论与肽工程的几何原理结合在一起来实现的。所得的结构表现出显着的稳定性，同时具有适合封装大分子的大型内腔，开辟了用于产生复杂人造病毒衣壳的途径。...

来自日本的研究人员的报道，分子工程的显着进步通过日本的研究人员报告了肽和金属离子的自组装，从而产生了大型的空心球形壳纳米结构。这种十二面体连接结构，直径为6.3纳米，是通过将源自结理论和图形理论与肽工程的几何原理结合在一起来实现的。所得的结构表现出显着的稳定性，同时具有适合封装大分子的大型内腔，开辟了用于产生复杂人造病毒衣壳的途径。

控制纠缠分子链的拓扑和结构是分子工程的关键挑战，尤其是在尝试创建模拟生物系统的大纳米结构时。在自然界中发现的例子，例如病毒式衣壳和货物蛋白，证明了此类建筑的显着潜力。但是，到目前为止，用精确的几何控制构建大型空心纳米结构的方法仍然难以捉摸。

在最近的一项研究中，由日本东京科学学院的副教授Tomohisa Sawada领导的研究团队成功地构建了一个分子球形壳结构，并使用常规十二面体的几何拓扑结构。这项开创性的作品，该作品在《期刊》上在线发布化学2025年5月1日，描述了研究人员如何通过用金属离子缠绕肽的纠缠，其外径为6.3纳米。

Sawada解释说：“这种高度复杂的结构的综合是基于几何考虑和预测，导致了新概念的建议：化学结构的几何控制。”该团队的方法结合了两个截然不同的数学框架，即结理论和图形论，以预测并实现前所未有的十二面积链接的自组装，并与60个十字架组成，由60个金属离子和60个肽配体组成（或M₆₀l₆₀）。

研究人员以前曾创建了具有四面体和立方环节的较小结构。但是，在尝试在MM中引入了对肽序列的进一步修改后，出现了更复杂的十二面体连接₂₄l₂₄，一个较小的立方链接。 X射线晶体学分析表明，所得的M₆₀l₆₀金属肽壳含有大约4.0纳米（约34,000Å）的内部空腔，足够大，可以封装大分子（例如蛋白质或纳米材料）。

除了令人印象深刻的结构复杂性，₆₀l₆₀壳对热，稀释和氧化条件表现出显着的稳定性，研究人员将其归因于其独特的纠缠网络结构。有趣的是，该团队还证明，在保持其结构完整性的同时，可以根据特定需求进行定制途径。

这些功能使M₆₀l₆₀用于各种应用的有前途的平台，包括药物输送系统和分子运输。 Sawada强调说：“考虑到肽结构的多样性和可修改性，与DNA折纸技术相比，我们的方法在功能化结构方面是绝大多数的。” “此外，由于我们的方法涉及理论预测和反复试验实验，因此有时令人惊讶的结构远远超出了我们的预期 - 这是化学的本质。”

总体而言，这项研究代表了理解如何构建人造病毒类带状结构的重要一步。 Sawada总结说：“我们的发现显着扩大了肽工程的基础，预计将在包括分子自组装，材料化学和数学理论在内的各个领域产生巨大影响。”研究人员现在正在旨在建立更雄心勃勃的结构，并设想₁₈₀l₁₈₀和m₂₄₀l₂₄₀他们的下一个挑战，分别具有180和240个交叉口的大会。