一种适于细胞培养的新材料的制备
多肽自组装形成的小分子水凝胶由于具有良好的生物相容性、可降解，在组织工程、细胞培养、药物控释以及生物矿化等方面得到了广泛应用。目前，诱导多肽自组装的方法主要包括pH改变、温度变化、酶催化、光照等，但能真正运用到生物体内的体系并不多。因此，发展新的生物相容性更好的方法是研究小分子多肽自组装面临的挑战之一。
本论文第二章旨在探索利用化学还原的新途径诱导多肽自组装的可行性。首先以胱胺二盐酸盐、1，4-丁二酸酐等为原料化学合成了含二硫键的连接体化合物(Fmoc-CS-OH)，然后采用固相合成法在其羧基端连接亲水性短肽(EERGD)，在其氨基端连接强力成胶因子序列(Nap-GFFYE)合成了目标多肽1。研究了目标多肽1在不同的还原剂作用下在PBS缓冲液和DMEM培养基中的成胶性能。运用流变手段研究了凝胶的力学性能，采用TEM表征了凝胶的形貌，并用荧光光谱研究了目标多肽1分子间的微观排列情况。另外还研究了加入还原剂后目标多肽1的转化情况以及胶体可触变性测试。研究发现，合成的目标多肽1能在谷胱甘肽等多种还原剂的作用下形成成胶因子，进而在多种缓冲液中发生自组装形成小分子水凝胶。该水凝胶为可触变性胶且具有三维纤维网状结构，在细胞培养、药物控释等方面具有较好的应用前景。但不足之处在于成胶因子会逐渐二聚化形成二聚体。
本论文第三章旨在阻止成胶因子的二聚化，使化学还原法诱导多肽自组装形成的水凝胶更加稳定。首先合成了新的既含二硫键又含碳酸酯键的连接体化合物，然后采用固相合成法在其羧基端连接亲水性短肽(GGG)，在其氨基端连接成胶因子序列(Nap-GFFFG)合成目标多肽2。用类似的方法还合成了对照多肽3以研究两者在还原剂作用下的转化差异。同时，研究了两种多肽在水中的成胶性能，并对得到的胶体进行了流变、TEM及荧光测试表征。研究发现，目标多肽2在1 eq还原剂TCEP作用下形成的带巯基的成胶因子一周后70％以上能够转化为稳定的带羟基的成胶因子，且还原剂使用量越大，形成的稳定的成胶因子越多；而对照多肽3在还原剂作用下形成的成胶因子一周后80%左右仍然转化为二聚体。
本论文的研究意义在于利用二硫键化合物作为可断裂的连接体介导多肽的自组装和凝胶化，开创了还原法诱导多肽自组装的新途径，具有较高的生物相容性。同时，该方法具有普遍适用性，能够被开发成通用性的制备小分子水凝胶的新途径。本论文研究成果有望推动小分子水凝胶在药物控释、组织工程、癌症治疗等方面的进一步发展。
小分子水凝胶;多肽自组装;化学还原;二聚体;细胞培养;生物相容性
南开大学
硕士
微生物学
王玲
2012
中文
R318.08;O648.17
70
2013-06-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）