pH-離子雙響應性兩親多肽水凝膠的制備及性質研究.pdf

1、分子自組裝是指分子在其自身內(nèi)部諸多作用力的驅動下，經(jīng)自發(fā)的排列組裝，最終形成具有一定結構和功能的組裝體的過程。多肽分子作為自組裝分子的重要組成部分，經(jīng)自發(fā)的組裝排列過程可以得到許多具有優(yōu)異結構和性質的納米材料。多肽水凝膠是其中的一種，以其含水量高、環(huán)境響應靈敏、生物相容性良好等優(yōu)點吸引了許多研究者的興趣。與此同時，人們發(fā)現(xiàn)某些蛋白質的錯誤折疊和裝配會導致一些神經(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理不但有利于構建新型的生物

2、功能性材料，更能夠為預防和治療由多肽的錯誤裝配導致的相關疾病提供有益指導。
　　 本文以由革蘭氏陰性菌所分泌的一類具有細胞毒性的蛋白質中的常見多肽序列RTX(Repeat-In-Toxin)為基礎，采用Fmoc固相合成法合成了雙親性多肽Pal-KAKGGAGNDDLDA(P1)，通過天冬氨酸替換，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pH和離子

3、的響應性，分別從宏觀成膠能力、二級結構、微觀形態(tài)三方面對比它們的自組裝性質差異，并且從膠體強度和抑菌效果兩方面探討多肽水凝膠的應用潛力。實驗中利用圓二色譜手段測試多肽分子在不同條件下的二級結構，并采用透射電子顯微鏡對多肽自組裝的形貌進行表征，最后利用流變學測試手段對膠體的機械性質進行表征。
　　 實驗結果表明，多肽P1的自組裝行為對pH和鈣離子均有響應性，在酸性環(huán)境或鈣離子的加入下，二級結構迅速由無規(guī)卷曲轉變?yōu)棣?折疊結構，微觀

4、形態(tài)由以囊泡為主變?yōu)榻宦?lián)纏繞的纖維網(wǎng)絡結構，并最終形成肉眼可見的支撐性水凝膠。序列中天冬氨酸經(jīng)逐一突變后，得到的多肽P2和P3對pH和鈣離子的響應性趨于一致，在二級結構、微觀形態(tài)和宏觀成膠能力上都無明顯差別，這說明了序列中的天冬氨酸對多肽的環(huán)境響應性有重要的決定作用。同時，流變學實驗表明多肽在鈣離子的調控下可以形成粘彈性適中的凝膠材料，對細菌生長具有抑制作用，這使其有望作為醫(yī)用材料得到應用。
　　 本文制備得到了一種pH/離子雙