手性九肽自组装及其止血活性研究

发布时间：2017-08-31 15:00

  本文关键词：手性九肽自组装及其止血活性研究

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【摘要】：源于自组装现象广泛存在于自然界中，近年来利用氨基酸残基序列设计自组装肽纳米材料逐渐成为热门研究领域。通过合理设计肽链的氨基酸残基序列，肽分子可利用静电作用、疏水作用、氢键作用和π-π堆积作用等非共价键作用力自发或触发性地自组装形成结构与形态特异的自组装体。由于D-型氨基酸具有良好的生物相容性且不易被自然存在的氨基酸分解酶降解，因此，利用D-型氨基酸自组装构建各种功能性材料有着巨大的应用前景。近年来院前伤口止血问题成为急救医学界关注的重点，而由氨基酸组成的短肽不同于传统止血材料，它在人体内不易发生排斥或免疫反应，从而有望替代传统止血材料，达到快速止血的作用。基于以上研究背景，本文设计并合成了一对新型的自组装九肽：~L-型九肽和D-型九肽，对比分析了两肽主要理化性质的异同及其在NaCl溶液中的自组装结构和形态，，并进一步检验了两肽的快速止血活性。 ~L-型九肽（Ac-Pro~L-Glu~L-Phe~L-Arg~L-Phe~L-Asn~L-Phe~L-Gln~L-Pro~L-NH_2，~L-P9）和D-型九肽（Ac-ProD-GluD-PheD-ArgD-PheD-AsnD-PheD-GlnD-ProD-NH_2，D-P9）分别仅含有一对带电荷氨基酸残基：精氨酸（Arg）和谷氨酸（Glu）；两个脯氨酸（Pro）平均安插在肽链的首部和尾部，其余氨基酸残基由非极性或极性不带电荷氨基酸组成。利用圆二色光谱（CD）、原子力学显微镜（AFM）、动态光散射（DLS）以及荧光分光光度计对~L-P9和D-P9的理化性质及两肽的自组装形态进行表征。在水溶液中，~L-P9和D-P9的二级结构均为非典型的α-螺旋，也非整齐的β-折叠，而主要由β-折叠和β-转角组成的混合二级结构；且由于两个九肽手性对称，其二级结构的CD谱图呈现镜像对称。但当~L-P9和D-P9的水溶液浓度超过各自的临界胶束浓度时，AFM结果表明两肽均可自组装形成纳米纤维；当九肽的浓度增加时，纳米纤维相互交错形成纳米纤维网，纳米纤维网层层叠加最终形成含水量高达99.9%的Uk喱状水凝胶。另外，在NaCl溶液中，~L-P9和D-P9的临界胶束浓度均降低，而两肽的二级结构却不受NaCl的影响，仍然维持原有二级结构，表明了NaCl的加入并不影响~L-P9和D-P9自组装形成纳米纤维，但加入NaCl可加速两肽自组装形成纳米结构的进程，令其在较低的浓度之下便可自组装。除此之外，随着NaCl的加入量不断增加，可使~L-P9和D-P9形成的自组装纳米纤维变得粗壮，特别地，D-P9还出现了结构新颖的“Y-型尾巴”自组装形貌。由此可知，通过控制NaCl的加入量，可以实现对~L-P9和D-P9理化性质和自组装行为的调控。 在对~L-P9和D-P9理化性质和自组装结构与形态的研究基础之上，采用Sprague-Dawley大鼠肾脏和肝脏止血模型研究了它们的快速止血活性。实验结果表明，L-P9和D-P9对Sprague-Dawley大鼠肾脏和肝脏平均止血时间分别约为9.2s，6.7s，10.2s和9s；与棉签对照组比较发现，L-P9和D-P9具有显著的快速止血活性。根据以上结果，我们推测了手性九肽的止血机制，并提出了“凝血反应床”的止血模型。本论文为进一步设计此类短肽纳米材料奠定了基础。
【关键词】：手性九肽 二级结构 自组装 快速止血
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R318.08;TB383.1
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 绪论12-25
• 1.1 自组装概述12-13
• 1.2 肽自组装体系13-18
• 1.2.1 L-型氨基酸自组装肽体系13-16
• 1.2.2 D-型氨基酸自组装肽体系16-17
• 1.2.3 D,L-型氨基酸杂交肽体系17-18
• 1.3 肽自组装的影响因素18-20
• 1.3.1 氨基酸序列18
• 1.3.2 pH 值18-19
• 1.3.3 温度19
• 1.3.4 离子强度19
• 1.3.5 肽溶液浓度19-20
• 1.3.6 超声振荡20
• 1.4 自组装肽在生物医学工程中的应用20-23
• 1.4.1 药物载体20-21
• 1.4.2 创面止血21-22
• 1.4.3 组织工程22-23
• 1.5 选题依据与研究内容23-25
• 第二章 手性九肽纳米材料自组装研究25-42
• 2.1 引言25
• 2.2 手性九肽的氨基酸序列25-27
• 2.3 实验部分27-31
• 2.3.1 实验试剂和仪器27-28
• 2.3.2 肽母液的制备28
• 2.3.3 圆二色光谱（CD）28-29
• 2.3.4 原子力学显微镜（AFM）29-30
• 2.3.5 动态光散射（DLS）30
• 2.3.6 荧光光谱30-31
• 2.4 结果与讨论31-40
• 2.4.1 手性九肽的合成31-33
• 2.4.2 手性九肽的二级结构分析33-35
• 2.4.3 手性九肽的自组装形貌分析35-37
• 2.4.4 手性九肽的粒径分布37-38
• 2.4.5 手性九肽临界胶束浓度的测定38-40
• 2.4.6 九肽自组装机制探讨40
• 2.5 本章小结40-42
• 第三章 NaCl 对手性九肽自组装的影响42-51
• 3.1 引言42
• 3.2 实验部分42-44
• 3.2.1 实验试剂与仪器42-43
• 3.2.2 圆二色光谱（CD）43
• 3.2.3 原子力学显微镜（AFM）43
• 3.2.4 荧光光谱分析43-44
• 3.3 结果与讨论44-50
• 3.3.1 NaCl 对手性九肽二级结构的影响44-45
• 3.3.2 手性九肽 NaCl 溶液的 CMC 测定45-46
• 3.3.3 NaCl 对手性九肽自组装纳米结构的影响46-50
• 3.4 本章小结50-51
• 第四章 手性九肽的止血活性研究51-57
• 4.1 前言51
• 4.2 实验部分51-53
• 4.2.1 实验试剂51-52
• 4.2.2 实验仪器52
• 4.2.3 实验动物52
• 4.2.4 实验方法52-53
• 4.3 结果与讨论53-56
• 4.4 本章小结56-57
• 结论57-58
• 展望58-59
• 参考文献59-67
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果67-68
• 致谢68-69
• 附件69

【参考文献】

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本文编号：766251