模拟弹性蛋白序列的多肽小分子水凝胶的研究

摘要

水凝胶，通常是由一些自然存在或人工合成的高聚物作用形成的，由于类似于机体的细胞外基质，它代表了一类重要的具有一定生物相容性的生物材料。多肽是一类具有较好生物相容性的生物材料。近年来通过多肽自组装形成的水凝胶吸引了越来越多人的关注。与通过高分子链化学交联作用形成的高分子水凝胶相比，小分子水凝胶是通过非共价键（如堆积、氢键、疏水性作用、离子键）等作用力形成的。因此，小分子水凝胶具有较好的生物相容性及可降解性。目前，小分子水凝胶已经广泛应用于组织工程、生物分析、药物缓释等研究领域。
　　最近的研究发现一些短肽衍生物如一组五肽序列分子Nap-GFFpY-OMe(Nap-萘乙酸、G-甘氨酸、F-苯丙氨酸、pY-磷酸化酪氨酸、OMe-甲酯)经过碱性磷酸酶催化作用能够在极低浓度下的成胶，最低成胶浓度(MGC)能够达到0.01％;这是目前所知的具有最低成胶浓度的成胶因子。因此，可以通过在上述成胶因子Nap-GFFY的分子末端键连一些活性多肽构建新的小分子水凝胶。
　　实验发现通过模拟天然存在的一些具有生物活性的多肽特征序列，经过自组装过程也能够得到一些具有特殊功能的生物活性材料。弹性蛋白是结缔组织中一类具有伸缩弹性的蛋白，在机体中它能够帮助一些其它组织维持形貌。由弹性蛋白得到启示，本论文模拟弹性蛋白特征序列VPGAG，将其键连在成胶因子Nap-GFFY的分子末端，设计并采用固相合成法合成了两种短肽小分子衍生物Nap-GFFYG-(VPGAG)nn=1，2，分别对它们进行成胶实验发现Nap-GFFYG-VPGAG多肽化合物具有较好的成胶能力(MGC=0.8％wt)，而另一种化合物不具备成胶能力。
　　针对Nap-GFFYG-VPGAG形成的凝胶进行相关性能测试。使用流变仪、透射电镜、荧光显微镜分别对其黏弹性能、分子微观形貌以及芳香环之间的作用方式进行表征。运用MTT实验对胶体的生物相容性进行测试。虽然设计的小分子水凝胶没有表现出与弹性蛋白类似的高弹性能，但它的摇溶性在细胞培养、药物缓释等方面都具有潜在的使用价值。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 组织工程与水凝胶材料

1．1．1 小分子水凝胶

1．1．2 氨基酸、多肽和多肽自组装

1．1．3 小分子水凝胶研究概况

1．1．4 小分子水凝胶的研究方法

1．2 弹性蛋白和类弹性蛋白

1．3 本课题研究内容和方法

1．3．1 底物的设计、合成与表征

1．3．2 化合物成胶实验

1．3．3 小分子水凝胶力学性能测试

1．3．4 小分子水凝胶的表征

1．3．5 小分子水凝胶的生物相容性测试

2 实验部分

2．1 多肽的合成方法---固相合成法

2．1．1 固相合成法简介

2．1．2 固相载体

2．1．3 载体的功能化---Linker

2．1．4 固相合成器

2．1．5 固相合成法的基本流程

2．1．6 固相合成反应机理

2．2 仪器与试剂

2．3 实验方法和研究路线

2．3．1 辅助成胶因子的选择及多肽小分子的设计

2．3．2 多肽化合物Nap-GFFYG-(VPGAG)n(n=1，2)的合成

2．3．3 多肽化合物Nap-GFFYG-(VPGAG)n(n=1，2)的纯化

2．3．4 多肽化合物Nap-GFFYG-(VPGAG)n(n=1，2)的结构表征

2．3．5 多肽化合物Nap-GFFYG-(VPGAG)n(n=1，2)的成胶实验

2．3．6 多肽小分子水凝胶的凝胶-溶胶相转变温度和pH值的测试

2．3．7 多肽小分子水凝胶力学性能测试

2．3．8 多肽小分子水凝胶透射电镜测试

2．3．9 多肽小分子水凝胶的荧光光谱测试

2．3．10 多肽小分子水凝胶的生物相容性测试

3 实验结果与讨论

3．1 多肽化合物的结构表征

3．1．1 化合物Nap-GFFYG-VPGAG

3．1．2 化合物Nap-GFFYG-(VPGAG)2

3．2 化合物成胶性能测试

3．3 多肽小分子水凝胶的各项性能测试

3．3．1 多肽小分子水凝胶的凝胶-溶胶相转变Tgs和相转变pHg-s测试

3．3．2 多肽小分子水凝胶的摇溶性实验

3．3．3 多肽小分子水凝胶的力学性能测试

3．3．4 多肽小分子水凝胶的透射电镜测试

3．3．5 多肽小分子水凝胶的荧光光谱测试

3．3．6 多肽小分子水凝胶的生物相容性测试

4 全文总结

5 展望

参考文献

7 攻读硕士学位期间发表论文情况

致谢