[发明专利]基于β折叠肽的双亲多肽分子刷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双亲多肽分子刷及其制备方法。特别是一种基于β折叠肽的双亲多肽分子刷及其制备方法。 

背景技术

双亲多肽（amphiphilic peptides）是指具有明显亲疏水性差异的基团有序排列在多肽链中从而使多肽受其亲疏水作用而表现出双亲行为的多肽。其中亲疏水性差异的基团可以均匀分布在多肽主链两侧，或者以嵌段形式存在，也可以有其它排列顺序以及混合形式存在。这种双亲行为不仅赋予多肽稳定的二级结构，同时可使其广泛应用于超分子组装及多肽凝胶等领域。例如，双亲多肽可利用其双亲性控制多肽二次结构的形成与解离来制备新型智能载药材料而解决当前载药材料在人体内代谢和排除的问题；双亲多肽也可用来形成和稳定多肽二次构象制备含水比在99%以上的水凝胶，这是作为细胞培养基的理想材料；更有用的是利用双亲多肽可以进一步认清多肽的聚集组装行为，深入理解帕金森症等疾病的致病机理。尽管如此，国内外对双亲多肽的研究也存在一些局限性，主要表现在：首先对其研究主要还停留在小分子短肽的基础水平上而没有引入到聚合物体系，达不到对其结构研究的更深层次。其次，几乎所有的双亲侧链型β折叠肽合成都采用固相合成，这种合成方法批量小、周期长、成本高、原料损失大、对合成速度与副反应的控制达不到理想要求且只能合成较为简单的多肽，从研究对象上限制了对侧链型双亲β折叠肽的研究。 

将双亲多肽引入到聚合物分子刷中制备的双亲多肽分子刷，结合了双亲多肽的二次有序结构和功能性以及分子刷体系两方面的优势，在超分子聚集和组装、生物功能材料以及纳米尺度催化材料等许多领域具有重要的研究价值和应用前景。目前对多肽分子刷的研究较少，其特点为侧链多肽为普通多肽，自身并没有典型的双亲性，而是通过使用不同的混合溶剂、加入表面活性剂等方法间接改变多肽分子刷的双亲行为进一步影响其构象，构象的变化也较简单。 

发明内容

    本发明目的之一在于提供一种基于β折叠肽的双亲多肽分子刷。 

本发明的目的之二在于提供该分子刷的制备方法。 

为达以上目的，我们的设计思路为：（1）将苯环与羧基引入到多肽链两侧以赋予多肽双亲性；（2）通过改变pH从羧基端（游离或电离）来控制β折叠的形成与解离；（3）把双亲多肽以侧链形式引入聚合物分子刷体系来研究双亲多肽结构和分子刷结构的相互影响；（4）苯环的π-π作用有助于稳定形成后的结构。本发明以谷氨酸、苯丙氨酸为起始原料，通过苄酯保护、Boc保护、酯化、偶联、脱保护以及自由基聚合等一系列反应制备该双亲多肽分子刷。具体的合成路线如下所示： 

 

根据上述设计思路，本发明采用如下技术方案：

一种基于β折叠肽的双亲多肽分子刷，其特征在于该分子刷的结构式为：

其中，n = 33~60。

一种制备上述的基于β折叠肽的双亲多肽分子刷的方法，其特征在于该方法的具体步骤为： 

a.        将苄醇、质量百分比浓度为40%氢溴酸和L-谷氨酸按59~77:19~27:1的质量比混合后，在60~74 ℃搅拌至形成均一稳定溶液后，冷却体系至30～40 ℃，加入三乙胺和乙醇按1： 5~ 7）的体积比形成的混合物，至沉淀析出，再置于5~10 ℃温度下使沉淀充分析出；再经抽滤，依次用乙醇、乙醚洗涤，干燥后，用百分比为5%的乙醇水溶液重结晶；所得晶体经NaHCO₃水溶液、乙醇、乙醚洗涤，干燥，得白色固体，即为H-Glu(Obzl)-OH，其结构式为：

b.       将步骤a所得H-Glu(Obzl)-OH溶于二氧六环和水按1： 0.8~1.4的体积比配制成的混合溶液中，-10~-15 ℃温度下缓慢滴加质量百分比浓度为10%的NaHCO₃水溶液，再加入Boc₂O后，在室温下搅拌过夜；其中Boc₂O、NaHCO₃水溶液和H-Glu(Obzl)-OH的质量比为：1.1~1.6:1.8~2.4:1调节pH值至3~4，乙酸乙酯萃取，干燥得白色固体，即为Boc-Glu(Obzl)-OH，其结构式为：