Projeto Racional de Nanoestruturas Quirais a Partir da Auto-Montagem de um Dipeptídeo Modificado com Ferroceno

Relatamos um novo paradigma para o projeto racional de nanoestruturas quirais que se baseia na auto-montagem hierárquica de um dipeptídeo modificado com ferroceno (Fc), ferroceno-L-Phe-L-Phe-OH (Fc-FF). Comparado a outros sistemas quirais de auto-montagem, o Fc-FF é único devido ao seu tamanho menor, biocompatibilidade, múltiplas funções (um centro redox) e responsividade ambiental. Análises por raios-X e espectroscopia mostraram que a incorporação de contra-íons durante a auto-montagem hierárquica do Fc-FF alterou as conformações das estruturas secundárias de folhas β planas para folhas β torcidas. Essa abordagem possibilita a auto-montagem quiral e a formação de nanoestruturas quirais bem definidas compostas por folhas β torcidas helicoidais. Identificamos duas formas elementares para a torção helicoidal das folhas β, o que nos permitiu criar uma rica variedade de nanoestruturas quirais rígidas em uma ampla faixa de escalas. Além disso, por meio de modulações sutis nos contra-íons, temperatura e solvente, conseguimos controlar com precisão o passo helicoidal, diâmetro e quiralidade das nanoestruturas quirais auto-montadas. Esse nível sem precedentes de controle não apenas oferece insights sobre como nanoestruturas quirais projetadas racionalmente podem ser formadas a partir de simples blocos de construção moleculares, mas também é de significativo valor prático para o uso em quiroptica, moldes, sensoriamento quiral e separações.