pH-離子雙響應(yīng)性兩親多肽水凝膠的制備及性質(zhì)研究.pdf

1、分子自組裝是指分子在其自身內(nèi)部諸多作用力的驅(qū)動(dòng)下，經(jīng)自發(fā)的排列組裝，最終形成具有一定結(jié)構(gòu)和功能的組裝體的過(guò)程。多肽分子作為自組裝分子的重要組成部分，經(jīng)自發(fā)的組裝排列過(guò)程可以得到許多具有優(yōu)異結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的納米材料。多肽水凝膠是其中的一種，以其含水量高、環(huán)境響應(yīng)靈敏、生物相容性良好等優(yōu)點(diǎn)吸引了許多研究者的興趣。與此同時(shí)，人們發(fā)現(xiàn)某些蛋白質(zhì)的錯(cuò)誤折疊和裝配會(huì)導(dǎo)致一些神經(jīng)退行性疾病的出現(xiàn)。因此，深入研究多肽分子的自組裝機(jī)理不但有利于構(gòu)建新型的生物

2、功能性材料，更能夠?yàn)轭A(yù)防和治療由多肽的錯(cuò)誤裝配導(dǎo)致的相關(guān)疾病提供有益指導(dǎo)。
　　 本文以由革蘭氏陰性菌所分泌的一類具有細(xì)胞毒性的蛋白質(zhì)中的常見(jiàn)多肽序列RTX(Repeat-In-Toxin)為基礎(chǔ)，采用Fmoc固相合成法合成了雙親性多肽Pal-KAKGGAGNDDLDA(P1)，通過(guò)天冬氨酸替換，得到了兩條突變序列Pal-KAKGGAGNADLDA(P2)和Pal-KAKGNDGNAA(P3)。主要考察了上述三種多肽對(duì)pH和離子

3、的響應(yīng)性，分別從宏觀成膠能力、二級(jí)結(jié)構(gòu)、微觀形態(tài)三方面對(duì)比它們的自組裝性質(zhì)差異，并且從膠體強(qiáng)度和抑菌效果兩方面探討多肽水凝膠的應(yīng)用潛力。實(shí)驗(yàn)中利用圓二色譜手段測(cè)試多肽分子在不同條件下的二級(jí)結(jié)構(gòu)，并采用透射電子顯微鏡對(duì)多肽自組裝的形貌進(jìn)行表征，最后利用流變學(xué)測(cè)試手段對(duì)膠體的機(jī)械性質(zhì)進(jìn)行表征。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，多肽P1的自組裝行為對(duì)pH和鈣離子均有響應(yīng)性，在酸性環(huán)境或鈣離子的加入下，二級(jí)結(jié)構(gòu)迅速由無(wú)規(guī)卷曲轉(zhuǎn)變?yōu)棣?折疊結(jié)構(gòu)，微觀

4、形態(tài)由以囊泡為主變?yōu)榻宦?lián)纏繞的纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并最終形成肉眼可見(jiàn)的支撐性水凝膠。序列中天冬氨酸經(jīng)逐一突變后，得到的多肽P2和P3對(duì)pH和鈣離子的響應(yīng)性趨于一致，在二級(jí)結(jié)構(gòu)、微觀形態(tài)和宏觀成膠能力上都無(wú)明顯差別，這說(shuō)明了序列中的天冬氨酸對(duì)多肽的環(huán)境響應(yīng)性有重要的決定作用。同時(shí)，流變學(xué)實(shí)驗(yàn)表明多肽在鈣離子的調(diào)控下可以形成粘彈性適中的凝膠材料，對(duì)細(xì)菌生長(zhǎng)具有抑制作用，這使其有望作為醫(yī)用材料得到應(yīng)用。
　　 本文制備得到了一種pH/離子雙