響應(yīng)性小分子水凝膠的制備及其在藥物控釋方面的應(yīng)用.pdf

1、分子自組裝是自然界中普遍存在的一種過程，也被認(rèn)為在生命的延續(xù)和進(jìn)化中起著重要的作用。不光在生物大分子方面，小分子在水中或有機(jī)溶劑中的自組裝也有著十分重要的作用，而小分子自組裝通常的結(jié)果是形成水凝膠。小分子水凝膠作為一種新型的軟物質(zhì)，在過去的二十年中已經(jīng)吸引了廣泛的研究興趣，他們在三維細(xì)胞培養(yǎng)，篩選重要的分析物，有機(jī)和無機(jī)材料的合成以及藥物的傳輸與釋放中顯示出巨大的潛力。并且已經(jīng)有些小分子水凝膠在近年來成功的商品化。在本論文中，將討論小分

2、子水凝膠在分子設(shè)計(jì)、細(xì)胞培養(yǎng)及藥物搭載方面的應(yīng)用。主要內(nèi)容可以分為以下幾個部分:
　　一、肺炎鏈球菌表面的肉蔻膽堿分子可以特異性的與肉蔻膽堿結(jié)合蛋白相結(jié)合，進(jìn)而幫助肺炎鏈球菌進(jìn)行毒素的釋放與細(xì)胞分裂，嚴(yán)重影響肺炎患者的健康。設(shè)計(jì)合成了兩種可以特異性的與肉蔻膽堿結(jié)合蛋白相結(jié)合模擬肉蔻膽堿分子。通過對賴氨酸進(jìn)行了修飾，在側(cè)鏈上引入了用于模擬肉蔻膽堿的季銨鹽衍生物，將修飾過的賴氨酸稱為K'，再利用固相合成法合成了多肽序列Ada-GFFY

3、KKK'與Nap-GFFYKKK'，這兩種多肽自組裝形成納米粒子和納米纖維。由于在自組裝體的表面具有多個模擬肉蔻膽堿分子，相對于單一的肉蔻膽堿，這種組裝體與鏈球菌自溶素蛋白的結(jié)合能力更強(qiáng)，可以阻斷肉蔻膽堿與肉蔻膽堿結(jié)合蛋白相結(jié)合，進(jìn)而阻止細(xì)菌分裂與釋放毒素。另外，提純了鏈球菌自溶素蛋白(C-LytA)并確定了其具有的特定二聚體結(jié)構(gòu)。經(jīng)過等溫滴定量熱法的測量證實(shí)多肽自組裝體多價態(tài)結(jié)構(gòu)的存在，自組裝多肽上的K'可以很好的匹配鏈球菌自溶素蛋白

4、上的膽堿結(jié)合位點(diǎn)，它們之間的相互作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于單獨(dú)的肉蔻膽堿模擬物Fmoc-K'約3個數(shù)量級。因此，自組裝多肽能有效的阻斷肉蔻膽堿與鏈球菌自溶素蛋白的結(jié)合，具有很大的希望作為一種新型的抑制劑來減少肺炎鏈球菌的毒性。
　　二、三維細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在腫瘤生物學(xué)、組織工程、神經(jīng)系統(tǒng)等有著重要的應(yīng)用。根據(jù)二硫鍵可以被谷胱甘肽還原切斷這一特性，設(shè)計(jì)合成了含有二硫鍵的多肽Fmoc-FFE-ss-EE，利用細(xì)胞內(nèi)的谷胱甘肽原位還原切斷二硫鍵的策略制備

5、超分子水凝膠，由此產(chǎn)生的水凝膠穩(wěn)定、光學(xué)透明，適用于進(jìn)行三維細(xì)胞培養(yǎng)。結(jié)果表明，這種超分子水凝膠由于更加接近細(xì)胞在體內(nèi)的環(huán)境，更加適于三維培養(yǎng)3T3細(xì)胞，它們可以形成三維的細(xì)胞-水凝膠復(fù)合物，直接觀察細(xì)胞在水凝膠的三維立體空間結(jié)構(gòu)中遷移、生長狀況。谷胱甘肽在生物體內(nèi)的濃度為1-10mM，而體系中所需谷胱甘肽的濃度為0.86-2.59mM，說明這種成膠方法可以在生理環(huán)境下進(jìn)行。良好的通用性與易操作性賦予它用于細(xì)胞培養(yǎng)，細(xì)胞傳遞，和生物活性

6、分子的控制釋放很大的可能性。
　　三、刺激響應(yīng)性水凝膠在藥物輸送與可控釋放、醫(yī)學(xué)診斷、生物傳感器、微反應(yīng)器載體等方面有重要的應(yīng)用前景。開發(fā)出一種通用的方法來制備具有多重響應(yīng)性的小分子水凝膠。這種響應(yīng)性水凝膠是由具有負(fù)電荷的多肽與具有正電荷的組分發(fā)生相互作用共組裝形成的。所形成的多組分水凝膠可以同時對兩種響應(yīng)物發(fā)生響應(yīng)，并且具有分階段的響應(yīng)功能，通過----實(shí)現(xiàn)酶響應(yīng)，通過----實(shí)現(xiàn)配體響應(yīng)。根據(jù)相同的原理，也可以使用具有不同響應(yīng)