含有芳香族氨基酸残基的肽类的结构微调及其成胶性能

《International Journal of Peptide Research and Therapeutics》：Structural Fine-Tuning and Gel-Forming Properties of Peptides Containing Aromatic Amino Acid Residues

　　

摘要

背景

肽类是用于纳米材料的多种功能性构建块。它们自组装形成的水凝胶具有可调控的特性和良好的生物相容性，因此可应用于细胞培养、组织工程以及药物递送领域。肽类的自组装源于多种非共价相互作用的协同作用；其中，芳香族残基之间的π–π堆叠被认为与芳香族肽的有序组装密切相关。

方法

为了研究侧链疏水性的微小变化如何影响通常由芳香族堆叠所导致的自组装及凝胶化行为，研究人员设计了8种含有“-Y-F-F-”结构单元的芳香族七肽。

结果

荧光光谱和FT-IR分析表明，在两个苯酚残基之间用体积稍大且疏水性更强的丙氨酸替代甘氨酸，有助于形成更为有序的网状结构。在实验条件下，仅有AA、GA、Fmoc-AA和Fmoc-GA这几种肽能形成水凝胶。此外，透射电镜/原子力显微镜以及流变学检测进一步揭示了这些水凝胶中纳米纤维形态的差异以及序列依赖性的自修复行为。作为概念验证，AA和GA制成的水凝胶具有较低的细胞毒性，而负载DOX的这类水凝胶还能实现pH响应型药物释放。值得注意的是，A-DOX在pH 6.0时的累计释放量比在pH 7.4时高66.91%，因此相比游离DOX，它能更持久地抑制HeLa细胞的增殖。

结论

这些研究结果表明，芳香族堆叠结合适度的疏水性有利于肽类形成有序结构，而细微的序列变化则可导致不同的凝胶结构及药物释放功能。