具有自组装能力的分子及其应用制造技术

本发明专利技术属于生物医药和生物材料领域，涉及能够进行自组装的分子。本发明专利技术的分子选自短肽、肽段、蛋白质或蛋白质复合物，其中短肽作为基础结构，其包含7～8个氨基酸，包括基序MD或DM，并且所述短肽中，氨基酸M、D、Y、W和F的个数总和占所述短肽的氨基酸个数的50％以上。本发明专利技术的自组装分子所形成的微结构在生物医药和生物技术材料方面具有潜在的应用价值。

Self assembled molecules and their applications

The invention belongs to the field of biopharmaceutical and biomaterials, involving molecules that can be self-assembled. The present invention from molecular peptides, peptides, proteins or protein complexes, including short peptides as the basic structure, comprising 7 to 8 amino acids, including the motif of MD or DM, and the short peptide, amino acids amino acid numbers M, D, Y, W and F of the sum of the number for the short peptide 50%. The microstructures formed by the self assembled molecules of the invention have potential application value in biological medicine and biotechnological materials.

【技术实现步骤摘要】
具有自组装能力的分子及其应用
本专利技术属于生物医药和生物材料领域，涉及能够进行自组装的分子。
技术介绍
分子自组装是近年来倍受重视的国际前沿课题。分子自组装是分子通过分子间相互作用形成具有有序结构的聚集体，它往往表现出单个分子或低级分子聚集体所不具有的特性与功能，在信息、能源、生命、环境和材料科学领域中都体现出令人惊讶的作用。分子自组装的研究首先从生物体系的研究受到启发：生命体系中大分子，如蛋白质的高级有序结构对其生物活性与功能起着非常重要的作用。这是由于许多弱相互作用点共同作用使得很复杂的生物大分子形成严格一致的分子形状和尺寸，正是这种弱相互作用对大分子三维构筑的精确控制，才使得生命过程成为可能并得以实现。对分子自组装进行研究、发掘可以进行自组装的分子，提供新的材料，在信息传导、药物研究等方面具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新的具有自组装能力及诱导组装能力的分子以及这些分子的应用。在本专利技术的第一个方面，本专利技术提供一种具有自组装能力的分子，所述分子选自以下一种：(1)短肽，所述短肽包含7～8个氨基酸，包括基序MD或DM，并且所述短肽中，氨基酸M、D、Y、W和F的个数总和占所述短肽的氨基酸个数的50％以上；优选地，所述短肽的序列为X1X2DX4X5X6X7X8，其中，X1为Y、G或缺失，X2为F或M，X4为M、Y或F，X5为S或Q，X6为N或G，X7为W、Y或R，X8为Q或W；优选地，所述短肽的序列为YMDX4SGYX8，其中，X4为M、Y或F，X8为Q或W；优选地，所述短肽的序列为MDX4QGRW，其中，X4为M或F；在一种优选的实施方式中，所述短肽的序列为YX2DX4SX6X7X8，其中，X2为F或M，X4为M、Y或F，X6为N或G，X7为W或Y，X8为Q或W；这些短肽不需要自组装助剂即可以自组装；在一种优选的实施方式中，所述短肽的序列为X1MDX4X5X6X7X8，其中，X1为Y、G或缺失，X4为M、Y或F，X5为S或Q，X6为N或G，X7为Y或R，X8为Q或W；其中，这些短肽在自组装助剂的存在下更好地自组装；在优选的实施方式中，所述短肽序列如SEQIDNO:1～SEQIDNO:10所示；(2)肽段，所述肽段包含1～3个上述短肽；优选地，所述肽段的序列如SEQIDNO:11所示；(3)蛋白质，所述蛋白质包含4～5个上述肽段；优选地，所述蛋白质的序列如SEQIDNO:12所示；(4)蛋白质复合物，所述蛋白质复合物包含12或14个上述的蛋白质，所述蛋白质复合物为对称的六棱柱或五棱柱结构。在第二个方面，本专利技术提供一种诱导本专利技术的分子自组装的方法，包括向含有所述分子的溶液中加入芳香环化合物。优选地，所述芳香环化合物为咪唑、组胺、章鱼胺或五羟色胺；进一步优选地，所述芳香环化合物的终浓度为200-400mM，优选200-300mM，最优选为300mM。在优选的实施方式中，当所述分子是短肽或肽段时，所述芳香环化合物的终浓度为200-400mM；当所述分子为蛋白质时，所述芳香环化合物的终浓度为200-300mM。在优选的实施方式中，当所述分子为肽段、蛋白质或蛋白质复合物时，含有所述分子的溶液含有0.05％～2％的SDS。在第三个方面，本专利技术提供芳香环化合物在使本专利技术的分子发生自组装中的应用。优选地，所述芳香环化合物为咪唑、组胺、章鱼胺或五羟色胺。在第四个方面，本专利技术提供所述分子作为自组装材料、分子平台或构建动物疾病模型中的应用。在第五个方面，本专利技术提供由所述分子自组装或诱导组装所形成的物质。本专利技术提供的短肽、肽段、蛋白质和蛋白质复合物能够自组装或诱导自组装，形成有规律的结构，可以起到分子平台的作用，使得如药物、酶等重要分子能够有序排列，聚合在一起，增加它们在局部的浓度，提高效率等，本专利技术的能够自组装的分子所形成的微结构在生物医药和生物技术材料方面具有潜在的应用价值。附图说明图1：短肽R2-P2溶解在TBS中的电镜图，其中A、B、C表示不同的视图；图2：短肽R2-P17溶解在TBS中的电镜图，其中A、B表示不同的视图；图3：短肽R2-P18溶解在TBS中的电镜图，其中A、B表示不同的视图；图4：短肽R2-P19溶解在TBS中的电镜图，其中A、B表示不同的视图；图5：短肽R2-P20溶解在TBS中的电镜图；图6：短肽R2-P21溶解在TBS中的电镜图，其中A、B表示不同的视图；图7：短肽R2-P0电镜图，其中，A为直接溶解在TBS中的电镜图，B为加入300mM咪唑后的电镜图；图8：短肽R2-P6电镜图，其中，A为直接溶解在TBS中的电镜图，B为加入300mM咪唑后的电镜图；图9：短肽R2-P7电镜图，其中，A为直接溶解在TBS中的电镜图，B为加入300mM咪唑后的电镜图；图10：短肽R2-P15电镜图，其中，A为直接溶解在TBS中的电镜图，B为加入300mM咪唑后的电镜图；图11：肽段D1电镜图，其中A是未加咪唑时，肽段D1自组装成颗粒的电镜图，B和C是加入300mM咪唑后，颗粒进一步聚集形成片层结构；图12：蛋白质R2在溶液中自组装电镜图；图13：蛋白质R2自组装的颗粒的形态，其中，A为单个颗粒的不同面的结构，B为推测的颗粒形态，C和D为2～4个颗粒的聚集形态；图14：在芳香族化合物咪唑的作用下，蛋白质复合物的自组装结果和可逆过程图；图15：分别在组胺(A)、章鱼胺(B)和五羟色胺(C)的作用下，蛋白质复合物自组装的结果图；图16：蛋白质R2的凝胶过滤层析及电泳图；图17：短肽R2-P0携带绿色荧光蛋白mEmerald自组装的电镜图；其中，A为P0-mEmerald，未加咪唑；B为mEmerald-P0，未加咪唑；C为P0-mEmerald，加咪唑；D为mEmerald-P0,加咪唑；图18：肽段D1携带绿色荧光蛋白mEmerald自组装的电镜图；其中，A为D1-mEmerald，未加咪唑；B为mEmerald-D1，未加咪唑；C为D1-mEmerald，加咪唑；D为mEmerald-D1，加咪唑；图19：蛋白质R2携带绿色荧光蛋白mEmerald自组装的电镜图；其中，A为R2-mEmerald，未加咪唑；B为mEmerald-R2，未加咪唑；C为R2-mEmerald，加咪唑；D为mEmerald-R2，加咪唑。具体实施方式下面将对本专利技术的内容作进一步描述，但以下内容仅是为了用于更详细地说明本专利技术，并不意味着要将本
技术实现思路
限制于此。本申请文件中，涉及描述SDS含量时，表示每100ml水中含有的SDS克数，例如，0.05％SDS表示每100ml水中含有0.05克SDS。本申请专利技术人在做实验过程中，意外地发现一些分子能够在水溶液中自组装，形成一定结构。当存在自组装诱导剂时，这些分子能够更好地自组装，已经自组装成一定结构的分子能够进一步组装成更高级的结构。具体地，申请人发现的具有自组装能力的分子选自以下：(1)包含7-8个氨基酸的短肽，这些短肽包含基序MD或DM，并且所述短肽中，氨基酸M、D、Y、W和F的个数总和占所述短肽的氨基酸个数的50％以上；优选地，所述短肽的序列为X1X2DX4X5X6X7X8，其中，X1为Y、G或缺失，X2为F或M，X4为M、Y或F，X5为S或Q，X6为N或G，X7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有自组装能力的分子，所述分子选自以下一种：(1)短肽，所述短肽包含7～8个氨基酸，包括基序MD或DM，并且所述短肽中，氨基酸M、D、Y、W和F的个数总和占所述短肽的氨基酸个数的50％以上；(2)肽段，所述肽段包含1～3个(1)所述的短肽；优选地，所述肽段的序列如SEQ IDNO:11所示；(3)蛋白质，所述蛋白质包含4～5个(2)所述的肽段；优选地，所述蛋白质的序列如SEQ ID NO:12所示；或(4)蛋白质复合物，所述蛋白质复合物包含12或14个(3)所述的蛋白质，所述蛋白质复合物为对称的六棱柱或五棱柱结构。

【技术特征摘要】
1.一种具有自组装能力的分子，所述分子选自以下一种：(1)短肽，所述短肽包含7～8个氨基酸，包括基序MD或DM，并且所述短肽中，氨基酸M、D、Y、W和F的个数总和占所述短肽的氨基酸个数的50％以上；(2)肽段，所述肽段包含1～3个(1)所述的短肽；优选地，所述肽段的序列如SEQIDNO:11所示；(3)蛋白质，所述蛋白质包含4～5个(2)所述的肽段；优选地，所述蛋白质的序列如SEQIDNO:12所示；或(4)蛋白质复合物，所述蛋白质复合物包含12或14个(3)所述的蛋白质，所述蛋白质复合物为对称的六棱柱或五棱柱结构。2.根据权利要求1所述的分子，其中，所述短肽的序列为X1X2DX4X5X6X7X8，其中，X1为Y、G或缺失，X2为F或M，X4为M、Y或F，X5为S或Q，X6为N或G，X7为W、Y或R，X8为Q或W；优选地，所述短肽的序列为YMDX4SGYX8，其中，X4为M、Y或F，X8为Q或W；优选地，所述短肽的序列为MDX4QGRW，其中，X4为M或F。3.根据权利要求2所述的分子，其中，所述短肽的序列为YX2DX4SX6X7X8，其中，X2为F或M，X4为M、Y或F，X6为N或G，X7为W或Y，X8为Q或W。4.根据权利要求2所述的分子，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢灿，管哲，蔡甜甜，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京,11