Computer Led Design of Helical Arylamide Foldamer for Selective Water Transport

用于选择性水传输的螺旋芳酰胺折叠体的计算机设计

基本信息

项目摘要

To support continued economic growth and maintenance of human health, it is vital to have access to sufficient quantities of clean water. However, we are increasingly unable to meet this need, and water scarcity is now considered one of the most serious global challenges of this century. A key problem is the lack of low-cost and high-efficiency technologies for water purification. With support from the Macromolecular, Supramolecular and Nanochemistry Program of the NSF Chemistry Division, Drs. Vojislava Pophristic and Zhiwei Liu at the University of the Sciences are designing highly permeable and selective water channels that will significantly improve water filtration by allowing the passage of water, while blocking salts and other impurities. The channels are cylindrical hollow helices that are formed by assembly of specific chemical building blocks. The group first designs the channel on the computer by creating and optimizing the building block sequences. The promising candidates are then made in the laboratory and tested by experiments. This project is a training ground for students at a science-focused university, a community college and one of the nation's Historically Black Colleges and Universities (HBCU).The project builds upon the group's development of computational approaches for accurate structure and dynamics prediction of arylamide foldamers. The arylamide scaffolds form stable single or duplex helices of application-appropriate lengths and inner cavity dimensions. The modularity and tunability of arylamide foldamers make them excellent candidates for the design of water transport channels by mimicking structural characteristics of aquaporins. The group designs water channels by establishing sequence-structure-function relationship using rational and combinatorial sequence generation and molecular dynamics simulations, followed by optimization for selectivity. The project includes an international collaboration with Dr. Ivan Huc, who experimentally verifies computationally obtained structures and measures water/ion/proton conductivities. An important aspect to this project is that it helps us understand naturally occurring filtration processes, such as selective water transport by aquaporins, which play a critical role in human health.
为了支持持续的经济增长和维护人类健康,获得足够数量的清洁水至关重要。然而,我们越来越无法满足这一需求,水资源短缺现在被认为是本世纪最严重的全球挑战之一。一个关键问题是缺乏低成本和高效率的水净化技术。在美国国家科学基金会化学部大分子、超分子和纳米化学项目的支持下,俄罗斯科学大学的Vojislava Pophristic和刘志伟正在设计高渗透性和选择性的水通道,通过允许水通过,同时阻挡盐和其他杂质,从而显著提高水的过滤能力。通道是圆柱形的空心螺旋,由特定的化学构件组装而成。该小组首先通过创建和优化构建块序列在计算机上设计通道。然后在实验室中制作有希望的候选材料并通过实验进行测试。该项目是一所以科学为重点的大学、一所社区学院和一所美国历史悠久的黑人学院和大学(HBCU)的学生的训练场。该项目建立在该小组对芳酰胺文件夹精确结构和动力学预测的计算方法的发展之上。芳基酰胺支架形成稳定的单螺旋或双螺旋,具有适合应用的长度和内腔尺寸。芳酰胺文件夹的模块化和可调性使其成为模仿水通道蛋白结构特征设计水运通道的优秀候选材料。该团队通过合理组合序列生成和分子动力学模拟,建立序列-结构-功能关系,设计水渠,并进行选择性优化。该项目包括与Ivan Huc博士的国际合作,他通过实验验证计算获得的结构并测量水/离子/质子电导率。这个项目的一个重要方面是,它帮助我们了解自然发生的过滤过程,如水通道蛋白的选择性水运输,这对人类健康起着至关重要的作用。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Hybrid Pyridine–Pyridone Foldamer Channels as M2‐Like Artificial Proton Channels
混合吡啶 - 吡啶酮折叠体通道为 M2 - 类似于人工质子通道
  • DOI:
    10.1002/anie.202200259
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Shen, Jie;Ye, Ruijuan;Liu, Zhiwei;Zeng, Huaqiang
  • 通讯作者:
    Zeng, Huaqiang
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Vojislava Pophristic其他文献

Computational study of the Zr4+ tetranuclear polymer, [Zr4(OH)8(H2O)16]8+.
Zr4 四核聚合物 [Zr4(OH)8(H2O)16]8 的计算研究。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Niny Z. Rao;M. Holerca;M. Klein;Vojislava Pophristic
  • 通讯作者:
    Vojislava Pophristic
Helical arylamide foldamers: structure prediction by molecular dynamics simulations
螺旋芳酰胺折叠体:通过分子动力学模拟进行结构预测
  • DOI:
    10.1039/c4nj01925c
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Zhiwei Liu;Ara M. Abramyan;Vojislava Pophristic
  • 通讯作者:
    Vojislava Pophristic
Frustrierte Helizität: Zusammenführung divergierender Enden einer stabilen aromatischen Amid‐Helix zu einem fluxionalen Makrocyclus
Frustrierte Helizität:Zusammenführung divergierender Enden einer stablearomatischen Amid-Helix zu einem Fluxionalen Makrocyclus
  • DOI:
    10.1002/ange.201802159
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Ko Urushibara;Ko Urushibara;Yann Ferrand;Zhiwei Liu;Hyuma Masu;Vojislava Pophristic;Aya Tanatani;Ivan Huc;Ivan Huc
  • 通讯作者:
    Ivan Huc
Acetone n-radical cation conformational preference and torsional barrier
丙酮n自由基阳离子构象偏好和扭转势垒
  • DOI:
    10.1063/1.1463438
  • 发表时间:
    2002
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Vojislava Pophristic;L. Goodman;L. Gorb;J. Leszczynski
  • 通讯作者:
    J. Leszczynski
Where does the dimethyl ether internal rotation barrier come from
二甲醚内旋转势垒从何而来
  • DOI:
  • 发表时间:
    1996
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    L. Goodman;Vojislava Pophristic
  • 通讯作者:
    Vojislava Pophristic

Vojislava Pophristic的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Vojislava Pophristic', 18)}}的其他基金

Computer Led Design of Helical Arylamide Foldamer for Selective Water Transport
用于选择性水传输的螺旋芳酰胺折叠体的计算机设计
  • 批准号:
    2205220
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 36万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
A Combined Computational and Experimental Approach for Structure Prediction of Foldamers
折叠体结构预测的计算与实验相结合的方法
  • 批准号:
    1049771
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 36万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

适用于LED光源的光刻胶用肟脂类引发剂的研发
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于视觉大模型的多型号LED芯片全外观缺陷智能检测方法研究
  • 批准号:
    2025JJ60270
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
显示波段高效率蓝光钙钛矿LED器件研发 及其载流子动力学研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
近红外LED用稀土激活金属卤化物材料的 能量传递设计以及激发态调控研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Micro-LED芯片(模组)显示材料的研发及应用
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Micro-LED片上集成量子点像素光波导结 构设计与制造研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    100.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
LED光协同青风藤蒽醌水凝胶促MDROS糖尿病足愈合作用与机制研究
  • 批准号:
    2025JJ70467
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
车载领域Micro-LED显示技术研发
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于内散射光波导效应的无铅钙钛矿量子点的微结构光学调控及其LED应用研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
磷光碳点的可控制备、发光机制及其点亮LED的行为研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目

相似海外基金

Improving health information sharing in assisted living communities: Supporting a community-led, person-centred, collaborative approach to the design of health information sharing technologies
改善辅助生活社区的健康信息共享:支持以社区为主导、以人为本的协作方法来设计健康信息共享技术
  • 批准号:
    486873
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 36万
  • 项目类别:
    Miscellaneous Programs
Kaulele (To Take Flight) - Creating a Native Hawaiian Pacific Islander Indigenous-led Design Framework for STEM Exhibits
Kaulele(起飞)——为 STEM 展览创建一个以夏威夷太平洋岛民为主导的设计框架
  • 批准号:
    2314144
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 36万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Repairing memory & place: An Indigenous-led approach to urban water design
修复记忆
  • 批准号:
    LP200301587
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 36万
  • 项目类别:
    Linkage Projects
how close we already are to this vision via AI-led full sequence design of a synthetic yeast chromosome
通过人工智能主导的合成酵母染色体全序列设计,我们距离这一愿景有多近了
  • 批准号:
    2885889
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 36万
  • 项目类别:
    Studentship
Working it Out Together! Aboriginal and Torres Strait Islander led co-design for a strong and deadly health workforce
一起努力吧!
  • 批准号:
    nhmrc : 2006089
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 36万
  • 项目类别:
    Partnership Projects
Establishing structure-led design rules for spore surface-display of enzymes of commercial interest
建立具有商业利益的酶的孢子表面展示的结构主导设计规则
  • 批准号:
    2714262
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 36万
  • 项目类别:
    Studentship
A design-led approach for multifunctional composites
以设计为主导的多功能复合材料方法
  • 批准号:
    DP220100130
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 36万
  • 项目类别:
    Discovery Projects
Theory-led Design of 2D Spin Qubits
二维自旋量子位的理论主导设计
  • 批准号:
    EP/W028131/1
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 36万
  • 项目类别:
    Fellowship
Software, Synthesis and Screening: cheminformatic led invention, design and synthesis of novel compounds for the treatment of septic shock
软件、合成和筛选:化学信息学主导的用于治疗感染性休克的新型化合物的发明、设计和合成
  • 批准号:
    2607110
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 36万
  • 项目类别:
    Studentship
Sustainability by design: developing a model for design-led local government to achieve net zero by 2030.
设计的可持续性:为设计主导的地方政府开发一个模型,以在 2030 年实现净零排放。
  • 批准号:
    AH/W00836X/1
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 36万
  • 项目类别:
    Research Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了