胶原样多肽缀合物的设计与组装
发布时间：2020-12-11 10:01
胶原蛋白是细胞外基质中含量最丰富的蛋白质,也是生物材料领域最常用的天然高分子之一。设计胶原基质将对理解基质生物学和构建安全医学上有用的生物材料的能力有着广泛影响。由于天然胶原蛋白难以修饰,且会产生致病性和免疫等方面的副作用,使其在组织再生中的应用受到限制。化学合成和细菌表达的类胶原多肽具有清洁、易修饰等优点。因此,近年来,它们已被用作胶原纳米材料的理想基底。但是从合理设计肽段到形成均匀纳米结构的仍具有挑战。在本研究中,采用两种不同的方法即化学合成法和细菌异源表达法来获取类胶原样肽,依靠多重弱作用力协同调控获得高度可控的纳米材料,为开发新型的类胶原多肽纳米材料提供了一种新的策略。具体内容如下:（1）通过固相合成法合成不能形成胶原三股螺旋的（POG）6和能形成胶原三股螺旋结构的（POG）8的类胶原多肽。分别在类胶原多肽（POG）6和（POG）8的氮端进行4,4’-亚甲基双（异氰酸苯酯）修饰得到类胶原杂合肽AP6和AP8。作为对照将4,4’-亚甲基双换成刚性较强...
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
胶原三股螺旋结构[1]
第一章绪论5胶原缺乏球状蛋白所具有的广泛的疏水性核心，因此静电引力在结构和超分子形态上起着的特殊作用。电荷对相互作用可以调节链间相互作用的稳定性[28-30]和特异性[31,32]，能够促进类胶原多肽形成有序的纤维结构。如图1-2(a)所示，VincentP等人设计了特异性肽段CPII，CPII序列由三个不同的Xaa-Yaa-Gly结构域组成，其中包括一个Pro-Hyp-Gly重复序列的中心核心序列，其两侧各有一组不同的肽段重复序列，其中分别含有带有负电的氨基酸(Glu)或带有正电的氨基酸(Arg)片段。研究表明通过静电相互作用驱动一个小的胶原拟肽线性装配，促进了相邻三螺旋之间的交错排列得到了具有明确周期性类似于天然胶原的纤维结构[33]。如图1-2(b)所示，VikasNanda等介绍了三种通过静电力相互作用的体系，在每个体系中只有在两种组分都存在的情况下才能组装。第一种体系虽观察到有趣的三螺旋折叠和高阶组装解耦现象，但是其设计序列的复杂性并不适合开发一种机制。其他的两种设计使用了简单的电荷模式，将阳离子和阴离子结构域分开放置。结果表明，对带有电荷的多肽序列(如将阳离子氨基酸的精氨酸和赖氨酸相互交换)或者组装体系组分进行适当的调整(如将改为带有相同电荷体系)都有可能会显著影响组装体的稳定性及组装形貌。证明了静电引力对于类胶原多肽组装的重要性[34]。图1-2静电引力诱导的类胶原多肽自组装示例。Fig.1-2Examplesofcollagen-likepolypeptideself-assemblyinducedbyelectrostaticattraction注：类胶原多肽组装模式及其电镜图像(a)：具有不同电荷三部分区域类胶原多肽CPII[33]；(b)：两组分带有不同电荷的类胶原多肽[34]
等人选用肽段(Pro-Hyp-Gly)3-(Pro-Y-Gly-X-Hyp-Gly)-(Pro-Hyp-Gly)3，其中X位置为带有芳香环氨基酸，Y为带有阳离子的氨基酸，研究结果表明阳离子-π相互作用在维持胶原三螺旋结构的稳定性中起着重要的作用[41]。随后，该课题组在(Pro-Hyp-Gly)10序列的氮端和碳端分别连接一个带有正电荷的精氨酸(Arg)和带有芳香环的苯丙氨酸(Phe)得到新的肽链RG(POG)10F。他们同样设置了对照(POG)10、G(POG)10F和RG(POG)10，动态光散射(DLS)表明胶原肽RG(POG)10F中的端到端阳离子-π相互作用在胶原的自组装中发挥重要作用。如图1-3所示，透射电镜(TEM)结果显示，胶原三股螺旋结构通过两端Arg和Phe形成的阳离子-π相互作用进行“首-尾”自组装形成胶原纤维结构，随着组装时间或肽的浓度增加形成的胶原纤维变得越来越密集，且纤维长度可以超过1.0μm长[42]。1.3.3基于金属诱导的类胶原多肽自组装金属凭借着在多肽系统中的通用性和已知的在金属-有机结构中控制结构的能力而使得金属触发器得以实现[43-47]。基于金属诱导的类胶原多肽自组装策略通常是在类胶原多肽链的不同位置修饰具有金属配位性质的功能基团或者在类胶原多肽链的不同位置加入具有金属配位功能的氨基酸(天冬氨酸和组氨酸)，以金属络合来诱导胶原高聚物的图1-3阳离子-π诱导的类胶原多肽自组装示例[42]Fig.1-3Examplesofcollagen-likepolypeptideself-assemblyinducedbycation-π注：(a)：多肽RG(POG)10F结构式；(b)：RG(POG)10F三螺旋结构组装模式图；(c)-(e)：RG(POG)10F在不同时间和不同浓度下自组装的TEM图
【参考文献】：
期刊论文
[1]类胶原多肽-DNA共聚序列自组装制备类核蛋白纳米粒子[J]. 黄静,郑虹宁,许菲. 分子科学学报. 2019(06)
[2]论胶原蛋白的健康保健功能[J]. 王秋卓. 河套学院学报. 2016(02)
[3]鳕鱼胶原蛋白在食品加工中的应用[J]. 高晶晶. 农产品加工(学刊). 2014(20)
[4]海洋胶原蛋白肽在功能性食品中的应用[J]. 尹利端,石丽花,王桐,王立志. 明胶科学与技术. 2013(02)
[5]胶原蛋白在食品中的应用现状及其发展前景[J]. 万春燕,王英华,邬元娟,王文亮. 中国食物与营养. 2008(09)
本文编号：2910341
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
胶原三股螺旋结构[1]
第一章绪论5胶原缺乏球状蛋白所具有的广泛的疏水性核心，因此静电引力在结构和超分子形态上起着的特殊作用。电荷对相互作用可以调节链间相互作用的稳定性[28-30]和特异性[31,32]，能够促进类胶原多肽形成有序的纤维结构。如图1-2(a)所示，VincentP等人设计了特异性肽段CPII，CPII序列由三个不同的Xaa-Yaa-Gly结构域组成，其中包括一个Pro-Hyp-Gly重复序列的中心核心序列，其两侧各有一组不同的肽段重复序列，其中分别含有带有负电的氨基酸(Glu)或带有正电的氨基酸(Arg)片段。研究表明通过静电相互作用驱动一个小的胶原拟肽线性装配，促进了相邻三螺旋之间的交错排列得到了具有明确周期性类似于天然胶原的纤维结构[33]。如图1-2(b)所示，VikasNanda等介绍了三种通过静电力相互作用的体系，在每个体系中只有在两种组分都存在的情况下才能组装。第一种体系虽观察到有趣的三螺旋折叠和高阶组装解耦现象，但是其设计序列的复杂性并不适合开发一种机制。其他的两种设计使用了简单的电荷模式，将阳离子和阴离子结构域分开放置。结果表明，对带有电荷的多肽序列(如将阳离子氨基酸的精氨酸和赖氨酸相互交换)或者组装体系组分进行适当的调整(如将改为带有相同电荷体系)都有可能会显著影响组装体的稳定性及组装形貌。证明了静电引力对于类胶原多肽组装的重要性[34]。图1-2静电引力诱导的类胶原多肽自组装示例。Fig.1-2Examplesofcollagen-likepolypeptideself-assemblyinducedbyelectrostaticattraction注：类胶原多肽组装模式及其电镜图像(a)：具有不同电荷三部分区域类胶原多肽CPII[33]；(b)：两组分带有不同电荷的类胶原多肽[34]
等人选用肽段(Pro-Hyp-Gly)3-(Pro-Y-Gly-X-Hyp-Gly)-(Pro-Hyp-Gly)3，其中X位置为带有芳香环氨基酸，Y为带有阳离子的氨基酸，研究结果表明阳离子-π相互作用在维持胶原三螺旋结构的稳定性中起着重要的作用[41]。随后，该课题组在(Pro-Hyp-Gly)10序列的氮端和碳端分别连接一个带有正电荷的精氨酸(Arg)和带有芳香环的苯丙氨酸(Phe)得到新的肽链RG(POG)10F。他们同样设置了对照(POG)10、G(POG)10F和RG(POG)10，动态光散射(DLS)表明胶原肽RG(POG)10F中的端到端阳离子-π相互作用在胶原的自组装中发挥重要作用。如图1-3所示，透射电镜(TEM)结果显示，胶原三股螺旋结构通过两端Arg和Phe形成的阳离子-π相互作用进行“首-尾”自组装形成胶原纤维结构，随着组装时间或肽的浓度增加形成的胶原纤维变得越来越密集，且纤维长度可以超过1.0μm长[42]。1.3.3基于金属诱导的类胶原多肽自组装金属凭借着在多肽系统中的通用性和已知的在金属-有机结构中控制结构的能力而使得金属触发器得以实现[43-47]。基于金属诱导的类胶原多肽自组装策略通常是在类胶原多肽链的不同位置修饰具有金属配位性质的功能基团或者在类胶原多肽链的不同位置加入具有金属配位功能的氨基酸(天冬氨酸和组氨酸)，以金属络合来诱导胶原高聚物的图1-3阳离子-π诱导的类胶原多肽自组装示例[42]Fig.1-3Examplesofcollagen-likepolypeptideself-assemblyinducedbycation-π注：(a)：多肽RG(POG)10F结构式；(b)：RG(POG)10F三螺旋结构组装模式图；(c)-(e)：RG(POG)10F在不同时间和不同浓度下自组装的TEM图
【参考文献】：
期刊论文
[1]类胶原多肽-DNA共聚序列自组装制备类核蛋白纳米粒子[J]. 黄静,郑虹宁,许菲. 分子科学学报. 2019(06)
[2]论胶原蛋白的健康保健功能[J]. 王秋卓. 河套学院学报. 2016(02)
[3]鳕鱼胶原蛋白在食品加工中的应用[J]. 高晶晶. 农产品加工(学刊). 2014(20)
[4]海洋胶原蛋白肽在功能性食品中的应用[J]. 尹利端,石丽花,王桐,王立志. 明胶科学与技术. 2013(02)
[5]胶原蛋白在食品中的应用现状及其发展前景[J]. 万春燕,王英华,邬元娟,王文亮. 中国食物与营养. 2008(09)
本文编号：2910341
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