[发明专利]D型氨基酸构成的自组装短肽及在纳米生物医学中的用途

说明书

技术领域

本发明属于自组装短肽领域，特别涉及一种D型氨基酸构成的自组装短肽及在纳米生物医学中的用途。

背景技术

自组装短肽自20世纪90年代问世以来，得到了快速的发展，已合成出多种不同结构的自组装短肽，并已成功应用于生物技术、纳米生物技术领域特别是细胞工程、组织工程、药物控释、再生药物、膜蛋白领域及能源工程(见Zhang，S.，NatureBiotechnology，2003)，但所合成出的自组装短肽多为L型氨基酸构建的自组装短肽体系(Zhang，S.，US Patent，No.5,670,483，1997；No.5,955,343.1999；No.20，020，160，471，2002；No.2004020549；2006)，而L型氨基酸构建的自组装短肽具有较好的生物相容性，在体内被L型酶降解，体内稳定存在的时间较短。

公开号为CN 101054409A的中国专利申请公开了一种两亲型短肽，此种短肽命名为D-EAK，是世界上首次报道的采用D型氨基酸构建的自组装短肽。D型氨基酸的自组装短肽，提供了具有D结构域的蛋白质，它一般不能被常规L型酶降解(见Luo Z，ZhaoX，Zhang S.Self-Organization of a Chiral D-EAK16 Designer Peptide into a 3D Nanofiber Scaffold，Macromol.Biosci.，2008，8(8)，785-791)，体内稳定存在的时间相对较长。实验表明，D-EAK短肽可在制备温控型、酸碱性分子器件或者生物分子探针中应用，可在制备保湿锁水剂中应用，可在细胞培养中应用，可在制备抑菌药物中应用。实验还表明，D-EAK短肽形成的纳米纤维较短，使其的应用范围受到一定的限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新的D型氨基酸构成的自组装短肽，以增加D型氨基酸构建的自组装短肽的种类，促进自组装短肽在纳米生物医学中的应用。

本发明所述D型氨基酸构成的自组装短肽，命名为d-RAD16，摩尔质量为1712.8g/mol，其氨基酸序列为序列表中SEQ ID NO：1所述。原理是分子间通过非共价键相互作用自发组合形成一种结构明确、构造稳定、具有某种理化性能的分子聚集体或超分子结构。

实验表明，本发明所述自组装短肽在盐离子、细胞培养基等生理环境下，能自组装形成纳米纤维，且形成的纳米纤维比D-EAK短肽形成的纳米纤维更长。

实验表明，本发明所述自组装短肽能形成非常优良的水凝胶，此种水凝胶是一种高效的锁水性物质，可在制备保湿锁水剂中应用。

实验表明，细胞能在本发明所述自组装短肽形成的纳米纤维上三维黏附、生长，因此，此种短肽可在细胞三维培养中应用，并可作为药物研发的细胞培养基质纳米三维支架材料，通过模拟体内环境而应用于药物的筛选。与传统的二维孔板培养细胞的药物筛选模式相比，可提高新药研发的成功率。

实验表明，本发明所述新型自组装短肽对创伤有快速止血功能，可以通过添加药学上可接受的载体或者赋形剂制备成适合于临床使用的止血药物应用。

本发明具有以下有益效果：

1、提供了一种新型结构的自组装短肽，增加了D型氨基酸构成的自组装短肽的类型。

2、提供了一种新型的自组装材料，此种新型材料能广泛应用于细胞及生物工程，纳米生物医学工程等领域，具有明显的社会效益和经济效益。

3、提供一种全新的细胞三维培养体系的筛选新药的细胞纳米支架材料，可广泛应用于医药领域的开发。

4、为止血药物提供了一种新的制备方法和主要原料。

附图说明

图1是本发明所述D型氨基酸构成的自组装短肽d-RAD16的分子结构示意图，图中，碳原子为青色，氧原子为红色，氮原子为蓝色，氢原子为白色。

图2A是本发明所述D型氨基酸构成的自组装短肽d-RAD16的高效液相(HPLC)色谱图，图2B是本发明所述D型氨基酸构成的自组装短肽d-RAD16的质谱(MS)图。

图3是本发明所述D型氨基酸构成的自组装短肽d-RAD16形成的水凝胶的光学图片(×40)，刚果红染色。

图4是本发明所述D型氨基酸构成的自组装短肽d-RAD16的原子力显微图(AFM)，图中，A)pH＝3，纳米纤维和纳米颗粒；B)pH＝7，纳米纤维；C)pH＝10，几乎都是纳米颗粒。