本发明专利技术涉及一种ε‑聚赖氨酸‑接枝‑疏水氨基酸‑接枝‑海藻糖的糖肽及制备方法，以ε‑聚赖氨酸和疏水氨基酸为原料，通过1‑(3‑二甲基氨基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺偶联反应和三氟乙酸脱保护，得到ε‑聚赖氨酸‑接枝‑对甲苯磺酰基‑精氨酸，ε‑聚赖氨酸‑接枝‑苯丙氨酸，ε‑聚赖氨酸‑接枝‑亮氨酸和ε‑聚赖氨酸‑接枝‑缬氨酸；再以ε‑聚赖氨酸‑接枝‑疏水氨基酸与羧基化海藻糖为原料，通过偶联反应，得到产物。该方法操作简便、成本低，反应条件温和，实验原料易得。产品具有良好的生物相容性和细胞膜稳定性，红细胞冻存保护复苏率从49.0％提高到75.6％。适用于生物医用细胞低温冻存保护材料领域。
A glycopeptide of \u03b5 - polylysine - graft - hydrophobic amino acid - graft - trehalose and its preparation method
【技术实现步骤摘要】
一种ε-聚赖氨酸-接枝-疏水氨基酸-接枝-海藻糖的糖肽及制备方法
本专利技术涉及一种ε-聚赖氨酸-接枝-疏水氨基酸-接枝-海藻糖的糖肽及制备方法，具体涉及ε-聚赖氨酸接枝疏水性氨基酸及羧基化海藻糖的糖肽制备及其增强红细胞低温冻存效果的应用，属于生物医用材料领域。
技术介绍
冷冻医学涉及细胞/蛋白的长期贮存，意义重大，直接关系到人类健康，其中血液的长期冻存是急需解决的难题。细胞在冷冻过程中，细胞内、外结冰导致细胞膜破裂是其致命要害，同时会让血红蛋白变性。目前，细胞长期储存的方法主要是通过添加冻存剂在低温条件下进行冻存。冻存剂主要有两种类型：其一，添加细胞渗透性的冻存剂。例如，添加40％用量的甘油，使细胞内外水低温下变为玻璃态而抑制冰晶形成和生长，在一定程度上使得细胞冻存存活率得以提高(ValeriCR,RagnoG.UseofsupernatantosmolalityandsupernatantrefractiontoassesstheglycerolconcentrationinglycerolizedanddeglycerolizedpreviouslyfrozenRBC.TransfusionandApheresisScicence,2007,36,133-137)。但这类渗透性保护剂有细胞毒性，且需多次繁琐的洗涤清除,限制了其广泛应用。其二，是添加细胞非渗透性的冻存剂。例如，从南北极生存的鱼类中提取的抗冻肽和仿生抗冻聚合物的聚乙烯醇，可作为细胞冻存保护剂，通过在细胞冻存过程中抑制冰晶的生长实现细胞低温冻存保护的效果(BiggsCI,BaileyTL,GrahamB,StubbsC,FayterA,GibsonMI.Polymermimicsofbiomacromolecularantifreeze.NatureCommunications,2017,8,1546；BalcerzakAK,CapicciottiCJ,BriardJG,BenRN.Designingicerecrystallizationinhibitors:fromantifreeze(glycol)proteinstosmallmolecules.RSCAdvances,2014,4,42682-42696)。然而，天然抗冻肽提取过程繁琐，产量小；合成抗冻聚合物大多数为不可降解材料，从而限制了其应用范围。海藻糖是由两个吡喃葡萄糖基以α,α-1,1-糖苷键连结的非还原性二糖，无毒、化学稳定性好，在高温、高寒、高渗透压及干燥失水等恶劣环境条件下在细胞表面能形成独特的保护膜。人们还发现海藻糖可作为细胞和蛋白冻存、冻干保护剂，但它不具有透膜性。有文献报道了聚海藻糖及海藻糖改性聚酯可使得功能蛋白或酶在60℃高温或4℃低温下保持其功能活性的稳定性(LeeJ,LinEW,LauUY,HedrickJL,BatE,MaynardHD.Trehaloseglycopolymersasexcipientsforproteinstabilization.Biomacromolecules,2013,14,2561-2569；Pelegri-O’DayEM,PaluckSJ,MaynardHD.Substitutedpolyestersbythiol-enemodification:rapiddiversificationfortherapeuticproteinstabilization.JournaloftheAmericanChemistrySociety,2017,139,1145-1154)。因此，海藻糖聚合物是一类可作为细胞低温冻存保护剂；ε-聚赖氨酸是一类由25-30个赖氨酸残基组成的水溶性良好、低毒的阳离子均聚物，且在2003年，美国食品和药物管理局(FDA,USA)批准其为食品添加剂，在日本已被广泛使用(ZahiMR,HattabME,LiangH,YuanQ.EnhancingtheantimicrobialactivityofD-limonenenanoemulsionwiththeinclusionofε-polylysine.FoodChemistry,2017,221,18-23)。为了制备生物相容性能良好且能提高细胞冻存效果的生物医用材料，本专利技术创造性地将ε-聚赖氨酸接枝疏水氨基酸和海藻糖的糖肽聚合物。该糖肽具有良好的生物降解性和生物相容性。同时，该糖肽对细胞膜稳定性和细胞冻存作用皆得到了进一步提高。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提供一种ε-聚赖氨酸-接枝-疏水氨基酸-接枝-海藻糖的糖肽及制备方法，该方法利用ε-聚赖氨酸接枝疏水氨基酸后，进一步接枝海藻糖制备具有细胞膜稳定作用的ε-聚赖氨酸-接枝-疏水氨基酸-接枝-海藻糖的糖肽生物材料，可增强小分子海藻糖对红细胞低温冻存保护效果，丰富接枝疏水氨基酸结构种类，且操作简便，反应条件温和，实验原料易得。所述ε-聚赖氨酸-接枝-疏水氨基酸-接枝-海藻糖的糖肽具有良好的生物相容性及细胞膜稳定作用，适用于生物医用细胞低温冻存保护剂材料领域。本专利技术的技术方案如下：一种ε-聚赖氨酸-接枝-疏水氨基酸-接枝-海藻糖的糖肽，其特征在于结构式为:式(I)中，R为对甲苯磺酰基-精氨酸或苯丙氨酸或亮氨酸或缬氨酸；n＝25～30；x>0，y>0，z>0；n>x+y+z>0。本专利技术的ε-聚赖氨酸-接枝-疏水氨基酸-接枝-海藻糖的糖肽的制备方法，具体步骤如下：1)将疏丁氧羰基-疏水氨基酸和1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺按照摩尔比1:0.5～1.0溶于二甲基亚砜，搅拌30～60min后，按照羧基和氨基摩尔比1:0.5～1.0加入ε-聚赖氨酸；经室温反应48～72h得到ε-聚赖氨酸接枝叔丁氧羰基-疏水氨基酸多肽产物；其中，叔丁氧羰基-疏水氨基酸包括叔丁氧羰基-对甲苯磺酰基-精氨酸、叔丁氧羰基-苯丙氨酸、叔丁氧羰基-亮氨酸或叔丁氧羰基-缬氨酸。2)将ε-聚赖氨酸接枝-叔丁氧羰基-疏水氨基酸多肽按质量体积分数10％～30％加入三氟乙酸溶剂充分溶解，室温搅拌2～6h，ε-聚赖氨酸接枝-叔丁氧羰基-疏水氨基酸多肽脱去保护基团叔丁氧羰基得到ε-聚赖氨酸接枝-叔丁氧羰基-疏水氨基酸产物，用乙醚沉淀后，可经溶于去离子水透析冻干处理得到ε-聚赖氨酸-接枝-疏水氨基酸多肽产物，如式(II)；其中，ε-聚赖氨酸-接枝-疏水氨基酸多肽包括ε-聚赖氨酸-接枝-对甲苯磺酰基-精氨酸、ε-聚赖氨酸-接枝-苯丙氨酸、ε-聚赖氨酸-接枝-亮氨酸或ε-聚赖氨酸-接枝-缬氨酸。式(II)中k为ε-聚赖氨酸接枝疏水氨基酸多肽的重复单元数，n>k>0；n＝25～30。3)将羧基化海藻糖的羧基含量和1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺按摩尔比1:0.6～1.0；溶于水中，并在室温下搅拌30～40min；随后按照氨基和羧基的摩尔比1:0.6～1.0，加ε-聚赖氨酸-接枝-疏水氨基酸水溶液，在室温继续反应48-72h；反应完毕后经去离子水透析并冻干，可得到ε-聚赖氨酸-接枝-疏水氨基酸-接枝-海藻糖的糖肽产物，如式(I)。其中，ε-聚赖氨酸-接枝-疏水氨基酸-接枝-海藻糖的糖肽包括ε本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种ε‑聚赖氨酸‑接枝‑疏水氨基酸‑接枝‑海藻糖的糖肽，其特征在于结构式为:
【技术特征摘要】
1.一种ε-聚赖氨酸-接枝-疏水氨基酸-接枝-海藻糖的糖肽，其特征在于结构式为:式(I)中，R为对甲苯磺酰基-精氨酸或苯丙氨酸或亮氨酸或缬氨酸；n＝25～30；x≥0，y≥0，z≥0且x、y和z不能同时为0；n>x+y+z>0。2.权利要求1的ε-聚赖氨酸-接枝-疏水氨基酸-接枝-海藻糖的糖肽的制备方法，其特征包括如下步骤：1)将疏丁氧羰基-疏水氨基酸和1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺按照摩尔比1:0.5～1.0溶于二甲基亚砜，搅拌30～60min后，按照羧基和氨基摩尔比1:0.5～1.0加入ε-聚赖氨酸；经室温反应48～72h得到ε-聚赖氨酸接枝叔丁氧羰基-疏水氨基酸多肽产物；2)将ε-聚赖氨酸接枝-叔丁氧羰基-疏水氨基酸多肽按质量体积分数10％～30％加入三氟乙酸溶剂充分溶解，室温搅拌2～6h，ε-聚赖氨酸接枝-叔丁氧羰基-疏水氨基酸多肽脱去保护基团叔丁氧羰基得到ε-聚赖氨酸接枝-叔丁氧羰基-疏水氨基酸产物，用乙醚沉淀后，可经溶于去离子水透析冻干处理得到ε-聚赖氨酸-接枝-疏水氨基酸多肽产物，如式(II)；式(II)中k为ε-聚赖氨酸接枝疏水氨基酸多肽的重复单元数，n>k>0；n＝25～30；3)将羧基化海藻糖的羧基含量和1-(3-二甲基...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁晓燕，刘波，赵蕴慧，任丽霞，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12
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