一种多肽化合物、多肽自组装网络材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种多肽化合物、多肽自组装网络材料及其制备方法与应用,该多肽化合物包括依次连接的疏水结构、柔性结构和回转结构。本发明专利技术提供了一种可在中性条件下由多肽化合物自组装形成的网络材料。该网络材料在溶液状态即可用于细胞(如免疫细胞、干细胞、肿瘤细胞、血细胞及神经细胞等)及病毒的体外三维储存、培养等，同时便于细胞的接种、解离、及注射，在生物医学领域具有十分广阔的应用前景与临床应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种多肽化合物、多肽自组装网络材料及其制备方法与应用
本专利技术涉及生物医学材料
，特别是涉及一种多肽化合物、由该多肽化合物自组装形成的网络状材料、及该多肽化合物和网络材料的制备方法与应用。
技术介绍
多肽自组装是多肽分子利用氢键、疏水性作用、π-π堆积作用等非共价键力，自组装形成形态与结构特异的多肽分子聚集体的过程，多肽分子聚集体可形成纳米级的三维网络结构，该结构类似于天然细胞外基质结构，可以为细胞提供储存与生长支撑，使其立体分布；该材料广泛应用于3D培养、细胞储存、组织工程等研究领域，是近年来生物医学材料领域的研究热点。多肽自组装形成的网络结构，具有高含水量、生物相容、剪切稀化、破坏后快速自修复等特性，是开展储存和培养细胞、修复组织等的理想体系。然而，大部分多肽自组装网络材料应用时呈水凝胶状态，不便于进行细胞的接种(接种容易使细胞分布不均匀)与解离(解离时步骤繁琐且易对细胞造成损伤)；同时，引发网络结构形成的条件或成分不利于细胞储存、培养或在人体中的应用，大部分网络结构的形成有赖于高浓度的盐离子、酸性pH环境、某种特异性蛋白、光照、或不适于细胞存活的温度等。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的问题，第一方面，提供一种在pH为中性的条件下可自组装形成网络结构的多肽化合物，包括依次连接的疏水结构、柔性结构和回转结构；所述柔性结构至少包括一个较小侧基的氨基酸、一个带羟基的氨基酸、及不少于一个的疏水氨基酸；优选的，所述较小侧基的氨基酸为G、A、V中的一种，更优选G或A；所述带羟基的氨基酸为S、T、O中的一种，更优选S或T；所述柔性结构中的疏水氨基酸选自I、L、F中的一种或几种，更优选的，所述柔性结构中含有2个疏水氨基酸；所述回转结构包括至少一个氨基酸序列为X3X4X3X3X1的单元，X1、X3和X4分别代表氨基酸；优选的，X1选自疏水氨基酸；进一步地，X3选自G和/或A；更进一步地，X4选自P和/或O；所述疏水结构的氨基酸组成整体相对于回转结构较为疏水；优选自I、V、L、F、C、M、A等疏水氨基酸中的一种或几种的组合；更优选I、V、L、F中的一种或几种。所述柔性结构中一端为较小侧基的氨基酸，另一端为疏水氨基酸；一端的较小侧基的氨基酸与所述疏水结构直接相连，另一端的疏水氨基酸与回转结构直接相连；进一步地，所述柔性结构选自GSII、GTII、GTVI、ATVI中的一种；优选的，所述疏水结构选自FIIII或IIIII。所述回转结构包括氨基酸序列为X3X4X3X3X1的多个单元，多个单元连续设置；更优选的，多个单元中所有的X1可相同可不同，X3可全部为G，或部分为G部分为A，或全部为A；X4可全部为P，或全部为O，或部分为P部分为O。当所述单元为两个时，其氨基酸序列为X3X4X3X3X1-X3X4X3X3X2，X1、X2、X3和X4分别代表氨基酸；可选的，X1和X2都选自疏水氨基酸，可相同可不同；进一步地，X3选自G和/或A；更进一步地，X4选自P和/或O；可选的，两个回转结构中：X3可相同可不同，X4可相同可不同；具体的，所述回转结构的氨基酸序列为GPGGVGPGGV或GOGGVGPGGV。其氨基酸序列为以下中之一种：IIIII-GSII-GPGGVGPGGV、IIIII-GSII-GOGGVGPGGV、IIIII-GTII-GOGGVGPGGV、IIIII-GTVI-GOGGVGPGGV、FIIII-ATVI-GOGGVGPGAV。第二方面，本专利技术提供一种制备上述多肽化合物的方法，通过固相多肽合成、微生物合成、发酵或其他生物化学方法制备得到。第三方面，本专利技术提供一种多肽自组装网络材料，是由上述多肽化合物形成的纳米级且呈三维网络结构的材料；所述多肽自组装网络材料由多肽化合物溶解后(用于溶解所述多肽化合物的溶剂Ⅰ选自pH值≥9的水性溶剂)在引发自组装的溶剂Ⅱ中得到；优选的，所述引发自组装的溶剂Ⅱ是能将多肽溶液的pH值调至中性的溶剂；可选的，其为溶液状态，优选的，肽浓度≤0.09wt％；更优选的，肽浓度为0.0001wt％-0.09wt％；最优选的，肽浓度为0.01wt％-0.09wt％；或者其为水凝胶状态；优选的，肽浓度为0.3wt％-1wt％。第四方面，本专利技术提供一种制备上述多肽自组装网络材料的方法，在碱性(pH值大于9)条件下完全溶解所述多肽化合物，得到多肽溶液，以酸性溶液(稀盐酸、醋酸等)调节多肽溶液的pH值至小于9(优选7-8，更优选7-7.5)，即得到所述多肽自组装网络材料。可选的，溶解时使得所述多肽溶液中多肽化合物的肽浓度≤0.09wt％(优选0.0001wt％-0.09wt％，更优选0.01wt％-0.09wt％)，得到的多肽自组装网络材料为溶液状态；溶解时使得所述多肽溶液中多肽化合物的肽浓度为0.3wt％-1wt％，得到的多肽自组装网络材料为水凝胶状态；溶解时使得所述多肽溶液中多肽化合物的肽浓度为0.09wt％-0.3wt％，得到的多肽自组装网络材料为液晶相。第五方面，本专利技术提供一种上述多肽自组装网络材料在制备细胞及病毒的体外三维储存液、培养液、或药物、疫苗及化合物的储存液中的应用；优选的，所述细胞为免疫细胞、干细胞、肿瘤细胞、血细胞及神经细胞等，所述多肽自组装网络材料在液体状态下支撑细胞，使细胞在多肽自组装网络材料中形成立体分布。第六方面，本专利技术提供一种上述多肽自组装网络材料在制备软骨、骨、皮肤、神经等组织的损伤与再生修复药物中的应用。本专利技术提供了一种在0℃以上(特别是常温)中性(pH7-8)条件下即可自组装形成网络结构的多肽化合物及由该多肽化合物自组装形成的网络材料。该多肽化合物可在中性条件(也是生理条件)下，自组装为呈纳米级纤维状的多肽分子聚集体，进而形成纳米级的具有三维网络结构的网络材料。该网络材料在微观上呈网状支架，因此在溶液状态下即可实现对细胞与功能性大分子的负载；可应用于细胞(如免疫细胞、干细胞、肿瘤细胞、血细胞及神经细胞等)及病毒的体外三维储存、培养、及组织修复等，便于细胞的接种、解离及直接注射，在生物医学领域具有十分广阔的应用前景与临床应用价值。附图说明图1所示为本专利技术多肽自组装网络材料TEM成像照片；图2所示为本专利技术多肽自组装网络材料SEM的扫描照片；图3所示为细胞在本专利技术多肽自组装网络材料中的分布效果图；图4所示为细胞从本专利技术多肽自组装网络材料解离后回收效率柱状图；图5所示为细胞在本专利技术多肽自组装网络材料内扩增的结果图；图6所示为本专利技术多肽自组装网络材料的细胞毒性试验柱状图；图7所示为本专利技术多肽自组装网络材料的流变学分析散点图；图8所示为本专利技术多肽自组装网络材料的组织修复的效果图。具体实施方式本专利技术首先提供一种可在常温生理(pH7-8)条件下自组装形成网络结构的多肽化合物。该多肽化合物由两个端部和两个端部之间夹着本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多肽化合物，其特征在于，包括依次连接的疏水结构、柔性结构和回转结构；/n所述柔性结构至少包括一个较小侧基的氨基酸、一个带羟基的氨基酸、及不少于一个的疏水氨基酸；优选的，所述较小侧基的氨基酸为G、A、V中的一种，更优选G或A；所述带羟基的氨基酸为S、T、O中的一种，更优选S或T；所述柔性结构中的疏水氨基酸选自I、L、F中的一种或几种，更优选的，所述柔性结构中含有2个疏水氨基酸；/n所述回转结构包括至少一个氨基酸序列为X

【技术特征摘要】
20200121 CN 20201007174331.一种多肽化合物，其特征在于，包括依次连接的疏水结构、柔性结构和回转结构；
所述柔性结构至少包括一个较小侧基的氨基酸、一个带羟基的氨基酸、及不少于一个的疏水氨基酸；优选的，所述较小侧基的氨基酸为G、A、V中的一种，更优选G或A；所述带羟基的氨基酸为S、T、O中的一种，更优选S或T；所述柔性结构中的疏水氨基酸选自I、L、F中的一种或几种，更优选的，所述柔性结构中含有2个疏水氨基酸；
所述回转结构包括至少一个氨基酸序列为X3X4X3X3X1的单元，X1、X3和X4分别代表氨基酸；优选的，X1选自疏水氨基酸；进一步地，X3选自G和/或A；更进一步地，X4选自P和/或O；
所述疏水结构的氨基酸组成整体相对于回转结构较为疏水；优选自I、V、L、F、C、M、A等疏水氨基酸中的一种或几种的组合；更优选I、V、L、F中的一种或几种。


2.根据权利要求1所述多肽化合物，其特征在于，所述柔性结构中一端为较小侧基的氨基酸，另一端为疏水氨基酸；一端的较小侧基的氨基酸与所述疏水结构直接相连，另一端的疏水氨基酸与回转结构直接相连；进一步地，所述柔性结构选自GSII、GTII、GTVI、ATVI中的一种；优选的，所述疏水结构选自FIIII或IIIII。


3.根据权利要求1或2所述多肽化合物，其特征在于，所述回转结构包括氨基酸序列为X3X4X3X3X1的多个单元，多个单元连续设置；更优选的，多个单元中所有的X1可相同可不同，X3可全部为G，或部分为G部分为A，或全部为A；X4可全部为P，或全部为O，或部分为P部分为O。


4.根据权利要求3所述多肽化合物，其特征在于，当所述单元为两个时，其氨基酸序列为X3X4X3X3X1-X3X4X3X3X2，X1、X2、X3和X4分别代表氨基酸；可选的，X1和X2都选自疏水氨基酸，可相同可不同；进一步地，X3选自G和/或A；更进一步地，X4选自P和/或O；可选的，两个回转结构中：X3可相同可不同，X4可相同可不同；具体的，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东根，付秋霞，梁俊，王蕾，刘坤，李佳瑶，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院军事医学研究院，天津科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11