基于最小结构单元的仿弹性蛋白共聚多肽：一种化学酶法与仿生学结合的环状设计方法，用于开发可持续的生物弹性材料

《Biomacromolecules》：Resilin-Mimetic Copolypeptides from Minimal Motifs: A Chemoenzymatic and Bioinspired Circular Design for Sustainable Bioelastic Materials

　　

Kayo Terada|Shogo Takemura|Risa Naka|Yui Tsuji|Hiroyasu Masunaga|Kousuke Tsuchiya|Keiji Numata

京都大学工学研究科材料化学系，日本京都府西京区葛城615-8510

弹性蛋白弹性蛋白存在于昆虫表皮中，由于其氨基酸序列和二酪氨酸交联作用而具有极高的韧性。本研究报道了基于含有甘氨酸、脯氨酸、丝氨酸和酪氨酸残基的最简肽基序，通过化学酶法合成了类似弹性蛋白的多肽。利用木瓜蛋白催化的三肽基序（GPG：甘氨酸–脯氨酸–甘氨酸和SYS：丝氨酸–酪氨酸–丝氨酸）的共聚反应，以及随后的辣根过氧化物酶诱导的二酪氨酸交联，我们合成了能够模拟弹性蛋白关键结构特征的多肽。根据溶解性，从共聚产物中选择性分离出了富含SYS和富含GPG的共聚肽。结构分析表明，富含SYS的共聚肽呈现富含β-折叠片层的构象且溶解度较低，而富含GPG的共聚肽则结构无序且高度可溶。尽管分子量较低，但这些富含GPG的共聚肽在水溶液中仍能形成稳定的二酪氨酸交联网络，这一结论通过光谱和流变学测量得到了证实。这些发现表明，简单的仿生肽基序可以构建出结构上与弹性蛋白相似的材料。