含有多个精氨酸序列的多肽自组装行为研究

多肽自组装是生物化学领域一个非常重要的研究方向，它涉及多肽分子在一定条件下自发聚集形成有序结构的过程。在这一过程中，多肽分子可以通过非共价键相互作用（如氢键、疏水作用、静电作用以及π-π堆叠作用）实现自组装，并且可能形成超分子结构，如纳米纤维或凝胶等。 本文由许小丁、刘允等人撰写，主要探讨了含有多个精氨酸序列的多肽在二甲亚砜（DMSO）中的自组装行为。研究采用的是多肽固相合成技术（SPPS），这是合成多肽的重要手段，由Merrifield发明。通过SPPS技术，作者成功合成了三种特定序列的多肽，并研究了它们在DMSO中的自组装行为。 文章介绍了一些背景知识。超分子自组装是目前材料科学和化学研究的热点，它不仅涉及到自发型自组装，还包括刺激响应型自组装。后者因其可控性受到研究者的青睐。刺激响应型自组装可以通过外部刺激实现溶液到凝胶或者凝胶到溶液的转变，这一特性在组织工程、药物控释、伤口修复等领域有着广泛的应用。多肽材料因其良好的生物相容性，成为合成功能性材料的重要选择。此外，多肽的一级和二级空间构象转变，往往伴随着自组装行为的发生，因此可以利用外部刺激调节多肽的空间构象，从而控制自组装行为。 在自组装机理研究方面，本文采用了透射电子显微镜（TEM）来观测自组装形成的聚集体形貌，使用圆二色谱仪（CD）和荧光分光光度计来分析自组装的机制。实验结果表明，所合成的多肽可以在DMSO中自组装形成纳米纤维。这些纳米纤维相互缠绕，并通过表面张力结合溶剂分子，形成稳定的超分子凝胶。自组装的驱动力主要是多肽序列间的氢键作用和芳香基的π-π堆叠作用。 为了合成纯度较高的多肽，作者采取了特殊的抗三氟乙酰化试剂（苯甲硫醚、苯酚和乙二硫醇的混合物），以减少在合成过程中产生的副反应，从而提高产品的纯度。在合成多肽的过程中，作者详细描述了通过固相合成技术合成长链多肽的具体步骤，包括树脂的预处理、氨基酸的缩合反应、保护基的脱除以及最终产物的纯化和鉴定。 此外，文章还提到了本研究的资助情况，即得到了高等学校博士学科点专项科研基金以及武汉大学博士自主科研基金的支持。研究的实验方法部分，还详细介绍了多肽的合成步骤，包括在2-氯三苯甲基氯树脂上的合成反应、树脂的洗涤和切割步骤等。 文章还提到了多肽分子式的确定，通过电喷雾质谱（ESI-MS）检测多肽的分子量，并用荧光发射光谱来进一步验证了多肽自组装是通过氢键作用以及芳香基π-π堆叠作用实现的。多肽自组装的这种特性使其有可能成为一种新的功能型材料，用于各种生物医学应用中。 总结来说，本文详细探讨了含有多个精氨酸序列的多肽在DMSO中的自组装行为，并且利用多种实验手段来研究多肽的自组装机理。这项研究不仅丰富了多肽自组装的理论知识，而且为多肽在生物医学领域的应用提供了新的可能性。