一種肽類樹狀大分子自組裝體及其制備方法和應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種肽類樹狀大分子自組裝體。提供了一種驅動肽類樹狀大分子自組裝的策略，構建了一類新的肽類樹狀大分子自組裝體：通過弱相互作用，在肽類樹狀大分子外圍引入一個可活動的親疏水片段，親疏水片段與肽類樹狀大分子在共溶劑中形成一個非共價結合的兩親性組裝單元，并可進一步引導肽類樹狀大分子的自組裝體系的形成。本發(fā)明所述的肽類樹狀大分子自組裝體，穩(wěn)定性、機械強度和功能性俱佳，具有精確的分子結構、豐富的表面官能團，還具有良好的生物相容性、類蛋白結構、容易被細胞內吞等生物學特點，在生物材料領域具有廣闊的應用前景。
【專利說明】ー種肽類樹狀大分子自組裝體及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于生物醫(yī)學材料領域，具體涉及肽類樹狀大分子自組裝體。
【背景技術】
[0002]自組裝是指基本組成單元通過弱相互作用自發(fā)形成穩(wěn)定、有序整體的過程，是ー種廣泛存在于自然界中的現(xiàn)象。隨著超分子自組裝的本質規(guī)律被逐步認識和掲示，自組裝同化學、生物、物理、納米科學等領域相互融合滲透，促成了許多新的重大研究方向。通過自組裝的方式，多種尺度、不同形態(tài)結構以及各種性質功能的自組裝體已被成功構建；并廣泛應用于化學化工、能源材料、生物醫(yī)藥等領域。
[0003]近年來，兩親性小分子和線型大分子的自組裝都已取得重大進展，并成功構建膠束、聚合物囊泡等一系列組裝體系。樹狀大分子是ー類具有單分散性、規(guī)整三維結構、高度支化和納米尺度的高分子材料；肽類樹狀大分子還具有類球蛋白結構、良好的生物相容性等獨特優(yōu)勢，但是高代數(shù)的樹狀大分子合成難度大且容易出現(xiàn)結構缺陷，因此人們期望能夠通過將低代數(shù)的樹狀大分子集結在一起，使其具有、甚至超越高代數(shù)樹狀大分子的功能。然而，由于樹狀大分子單分散性和外圍一致的官能團使得樹狀大分子缺乏自組裝驅動力，與線形大分子自組裝相 比較，樹狀大分子的自組裝研究仍處于初期，自組裝策略相對有限。

【發(fā)明內容】

[0004]大分子自組裝發(fā)生需要兩個基本條件:自組裝的動カ以及導向作用。肽類樹狀大分子區(qū)別于嵌段聚合物，不能利用分子內部組成片段性質的不同來驅動自組裝行為，不包括兩種或多種具有不同物理、化學性質的片段，外圍大多是性質完全相同的基團，缺乏自組裝的驅動カ；且肽類自組裝體系需要能夠穩(wěn)定存在于ー個適應于生物環(huán)境的體系。因此，如何巧妙的為高度單分散的肽類樹狀大分子創(chuàng)造ー個自組裝的驅動カ是問題關鍵所在。
[0005]針對上述問題，本發(fā)明提供了一種驅動肽類樹狀大分子自組裝的策略，構建了一類新的肽類樹狀大分子自組裝體:通過弱相互作用，在肽類樹狀大分子外圍引入一個可活動的親疏水片段，親疏水片段與肽類樹狀大分子在共溶劑中形成一個非共價結合的兩親性組裝單元，并可進一步引導肽類樹狀大分子的自組裝體系的形成。
[0006]本發(fā)明通過以下技術方案來實現(xiàn):
ー種肽類樹狀大分子自組裝體，包括肽類樹枝狀大分子和端基功能化的短肽，所述短肽包括疏水端和親水端，所述端基功能化是指讓所述短肽的親水端的表面電荷與所述肽類樹枝狀大分子表面電荷相反，所述肽類樹枝狀大分子與端基功能化的短肽通過弱相互作用(如靜電吸附、氫鍵等)形成自組裝體。其中肽類樹狀大分子為組裝主體部分，功能化短肽為協(xié)同組裝部分。通過引入端基功能化的短肽，使肽類樹枝狀大分子與短肽的親水端通過靜電吸附和\或氫鍵等弱相互作用形成兩親性的組裝單元，使肽類樹枝狀大分子獲得了自組裝的驅動力。
[0007]作為可選方式，在上述肽類樹狀大分子自組裝體中，所述肽類樹枝狀大分子是以氨基酸為重復単元的一代、二代、三代或四代肽類樹狀大分子，優(yōu)選為二代。所述肽類樹狀大分子為扇形或球形。作為可選方式，所述肽類樹枝狀大分子以谷氨酸、賴氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、精氨酸、組氨酸中的一種或幾種作為支化單元
作為可選方式，在上述肽類樹狀大分子自組裝體中，所述短肽的主鏈重復單元為脂肪族和芳香族氨基酸中的至少ー種，所述的端基功能化是在所述主鏈的一端接枝親水性的基團，所述基團可以是單個氨基酸(G0)，也可以是一代(G1)、二代(G2)或三代(G3)的扇形肽類樹狀大分子。
[0008]作為可選方式，在上述肽類樹狀大分子自組裝體中，所述肽類樹枝狀大分子為球形，所述短肽的親水端是樹枝化的肽類大分子。通過選擇球形肽類樹枝狀大分子作為組裝主體部分，和端基樹枝化的短肽作為協(xié)調組裝部分，使得兩者之間具有更多的作用位點，增加弱相互作用，使親疏水片段與肽類樹狀大分子結合更牢固，提高兩者在共溶劑中形成的非共價結合兩親性的組裝單元的穩(wěn)定性，從而保證最終的自組裝體的穩(wěn)定性和機械強度。
[0009]作為可選方式，在上述肽類樹狀大分子自組裝體中，所述自組裝體為陽離子型肽類樹狀大分子組裝體或陰離子型肽類樹狀大分子組裝體，在所述陽離子型肽類樹狀大分子組裝體中，肽類樹狀大分子表面帶正電荷，短肽的親水端帶負電荷，所述陰離子型肽類樹狀大分子組裝體中，肽類樹狀大分子表面帶負電荷，短肽的親水端帶正電荷。
[0010]作為可選方式，在上述肽類樹狀大分子自組裝體中，所述表面帶正電荷的肽類樹狀大分子的結構式如下:
【權利要求】
1.ー種肽類樹狀大分子自組裝體，其特征在于:包括肽類樹枝狀大分子和端基功能化的短肽，所述短肽包括疏水端和親水端，所述端基功能化是指讓所述短肽的親水端的表面電荷與所述肽類樹枝狀大分子表面電荷相反，所述肽類樹枝狀大分子與端基功能化的短肽通過弱相互作用形成自組裝體。
2.如權利要求1所述的肽類樹狀大分子自組裝體，其特征在于:所述肽類樹枝狀大分子為球形，所述短肽的親水端是樹枝化的肽類大分子。
3.如權利要求1所述的肽類樹狀大分子自組裝體，其特征在于:所述自組裝體為陽離子型肽類樹狀大分子組裝體或陰離子型肽類樹狀大分子組裝體，在所述陽離子型肽類樹狀大分子組裝體中，肽類樹狀大分子表面帶正電荷，短肽的親水端帶負電荷，所述陰離子型肽類樹狀大分子組裝體中，肽類樹狀大分子表面帶負電荷，短肽的親水端帶正電荷。
4.如權利要求3所述的肽類樹狀大分子自組裝體，其特征在于:所述表面帶正電荷的肽類樹狀大分子的結構式如下:
5.如權利要求4所述的肽類樹狀大分子自組裝體，其特征在于:所述核心分子為
6.如權利要求3所述的肽類樹狀大分子自組裝體，其特征在于:所述陽離子型肽類樹狀大分子自組裝體中的短肽為陰離子化疏水短肽，其結構式如下:
7.如權利要求6所述的肽類樹狀大分子自組裝體，其特征在于:所述短肽的主鏈氨基酸為亮氨酸、異亮氨酸和苯丙氨酸中的至少ー種。
8.—種如權利要求1-7中任意一個所述的肽類樹狀大分子自組裝體的制備方法，其特征在于，具體步驟如下: 1)制備肽類樹狀大分子； 2)通過N-羧基環(huán)內酸酐開環(huán)聚合，制備端基功能化短肽； 3)將肽類樹狀大分子和端基功能化短肽按照一定質量比例溶解在共溶劑中，在超聲條件下使兩組份充分復合，實現(xiàn)ー級自組裝，形成兩親性自組裝前驅體； 4)在超聲的條件下將上述溶液溶緩慢的滴加入極性溶劑中，通過親疏水作用實現(xiàn)二級自組裝，形成自組裝體。
9.一種如權利要求1-7中任意一個所述的肽類樹狀大分子自組裝體的表征方法,其特征在于，在權利要求8所述的制備過程中，通過檢測溶液的粘度來研究肽類樹狀大分子組裝體組裝過程，具體為:分別測定肽類樹狀大分子、端基功能化短肽及其二者在共溶劑中和極性溶劑中的粘度，通過對比混合溶液的比濃粘度與各組分的比濃粘度的線性加和值判斷組分間是否存在弱相互間作用力。
10.如權利要求1-7中任意一個所述的肽類樹狀大分子自組裝體的應用，其特征在干，將其用作基因載體或藥物載體。`
【文檔編號】G01N11/00GK103554923SQ201310491594
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月18日 優(yōu)先權日:2013年10月18日
【發(fā)明者】顧忠偉, 徐翔暉, 涂召旭, 李蕓焜, 簡也挺 申請人:四川大學