一种肽类树状大分子自组装体及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种肽类树状大分子自组装体。提供了一种驱动肽类树状大分子自组装的策略，构建了一类新的肽类树状大分子自组装体：通过弱相互作用，在肽类树状大分子外围引入一个可活动的亲疏水片段，亲疏水片段与肽类树状大分子在共溶剂中形成一个非共价结合的两亲性组装单元，并可进一步引导肽类树状大分子的自组装体系的形成。本发明所述的肽类树状大分子自组装体，稳定性、机械强度和功能性俱佳，具有精确的分子结构、丰富的表面官能团，还具有良好的生物相容性、类蛋白结构、容易被细胞内吞等生物学特点，在生物材料领域具有广阔的应用前景。
【专利说明】ー种肽类树状大分子自组装体及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明属于生物医学材料领域，具体涉及肽类树状大分子自组装体。
【背景技术】
[0002]自组装是指基本组成单元通过弱相互作用自发形成稳定、有序整体的过程，是ー种广泛存在于自然界中的现象。随着超分子自组装的本质规律被逐步认识和掲示，自组装同化学、生物、物理、纳米科学等领域相互融合滲透，促成了许多新的重大研究方向。通过自组装的方式，多种尺度、不同形态结构以及各种性质功能的自组装体已被成功构建；并广泛应用于化学化工、能源材料、生物医药等领域。
[0003]近年来，两亲性小分子和线型大分子的自组装都已取得重大进展，并成功构建胶束、聚合物囊泡等一系列组装体系。树状大分子是ー类具有单分散性、规整三维结构、高度支化和纳米尺度的高分子材料；肽类树状大分子还具有类球蛋白结构、良好的生物相容性等独特优势，但是高代数的树状大分子合成难度大且容易出现结构缺陷，因此人们期望能够通过将低代数的树状大分子集结在一起，使其具有、甚至超越高代数树状大分子的功能。然而，由于树状大分子单分散性和外围一致的官能团使得树状大分子缺乏自组装驱动力，与线形大分子自组装相 比较，树状大分子的自组装研究仍处于初期，自组装策略相对有限。
【发明内容】
[0004]大分子自组装发生需要两个基本条件:自组装的动カ以及导向作用。肽类树状大分子区别于嵌段聚合物，不能利用分子内部组成片段性质的不同来驱动自组装行为，不包括两种或多种具有不同物理、化学性质的片段，外围大多是性质完全相同的基团，缺乏自组装的驱动カ；且肽类自组装体系需要能够稳定存在于ー个适应于生物环境的体系。因此，如何巧妙的为高度单分散的肽类树状大分子创造ー个自组装的驱动カ是问题关键所在。
[0005]针对上述问题，本发明提供了一种驱动肽类树状大分子自组装的策略，构建了一类新的肽类树状大分子自组装体:通过弱相互作用，在肽类树状大分子外围引入一个可活动的亲疏水片段，亲疏水片段与肽类树状大分子在共溶剂中形成一个非共价结合的两亲性组装单元，并可进一步引导肽类树状大分子的自组装体系的形成。
[0006]本发明通过以下技术方案来实现:
ー种肽类树状大分子自组装体，包括肽类树枝状大分子和端基功能化的短肽，所述短肽包括疏水端和亲水端，所述端基功能化是指让所述短肽的亲水端的表面电荷与所述肽类树枝状大分子表面电荷相反，所述肽类树枝状大分子与端基功能化的短肽通过弱相互作用(如静电吸附、氢键等)形成自组装体。其中肽类树状大分子为组装主体部分，功能化短肽为协同组装部分。通过引入端基功能化的短肽，使肽类树枝状大分子与短肽的亲水端通过静电吸附和\或氢键等弱相互作用形成两亲性的组装单元，使肽类树枝状大分子获得了自组装的驱动力。
[0007]作为可选方式，在上述肽类树状大分子自组装体中，所述肽类树枝状大分子是以氨基酸为重复単元的一代、二代、三代或四代肽类树状大分子，优选为二代。所述肽类树状大分子为扇形或球形。作为可选方式，所述肽类树枝状大分子以谷氨酸、赖氨酸、丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸、天冬氨酸、精氨酸、组氨酸中的一种或几种作为支化单元
作为可选方式，在上述肽类树状大分子自组装体中，所述短肽的主链重复单元为脂肪族和芳香族氨基酸中的至少ー种，所述的端基功能化是在所述主链的一端接枝亲水性的基团，所述基团可以是单个氨基酸(G0)，也可以是一代(G1)、二代(G2)或三代(G3)的扇形肽类树状大分子。
[0008]作为可选方式，在上述肽类树状大分子自组装体中，所述肽类树枝状大分子为球形，所述短肽的亲水端是树枝化的肽类大分子。通过选择球形肽类树枝状大分子作为组装主体部分，和端基树枝化的短肽作为协调组装部分，使得两者之间具有更多的作用位点，增加弱相互作用，使亲疏水片段与肽类树状大分子结合更牢固，提高两者在共溶剂中形成的非共价结合两亲性的组装单元的稳定性，从而保证最終的自组装体的稳定性和机械强度。
[0009]作为可选方式，在上述肽类树状大分子自组装体中，所述自组装体为阳离子型肽类树状大分子组装体或阴离子型肽类树状大分子组装体，在所述阳离子型肽类树状大分子组装体中，肽类树状大分子表面带正电荷，短肽的亲水端带负电荷，所述阴离子型肽类树状大分子组装体中，肽类树状大分子表面带负电荷，短肽的亲水端带正电荷。
[0010]作为可选方式，在上述肽类树状大分子自组装体中，所述表面带正电荷的肽类树状大分子的结构式如下:
【权利要求】
1.ー种肽类树状大分子自组装体，其特征在于:包括肽类树枝状大分子和端基功能化的短肽，所述短肽包括疏水端和亲水端，所述端基功能化是指让所述短肽的亲水端的表面电荷与所述肽类树枝状大分子表面电荷相反，所述肽类树枝状大分子与端基功能化的短肽通过弱相互作用形成自组装体。
2.如权利要求1所述的肽类树状大分子自组装体，其特征在于:所述肽类树枝状大分子为球形，所述短肽的亲水端是树枝化的肽类大分子。
3.如权利要求1所述的肽类树状大分子自组装体，其特征在于:所述自组装体为阳离子型肽类树状大分子组装体或阴离子型肽类树状大分子组装体，在所述阳离子型肽类树状大分子组装体中，肽类树状大分子表面带正电荷，短肽的亲水端带负电荷，所述阴离子型肽类树状大分子组装体中，肽类树状大分子表面带负电荷，短肽的亲水端带正电荷。
4.如权利要求3所述的肽类树状大分子自组装体，其特征在于:所述表面带正电荷的肽类树状大分子的结构式如下:
5.如权利要求4所述的肽类树状大分子自组装体，其特征在于:所述核心分子为
6.如权利要求3所述的肽类树状大分子自组装体，其特征在于:所述阳离子型肽类树状大分子自组装体中的短肽为阴离子化疏水短肽，其结构式如下:
7.如权利要求6所述的肽类树状大分子自组装体，其特征在于:所述短肽的主链氨基酸为亮氨酸、异亮氨酸和苯丙氨酸中的至少ー种。
8.—种如权利要求1-7中任意一个所述的肽类树状大分子自组装体的制备方法，其特征在于，具体步骤如下: 1)制备肽类树状大分子； 2)通过N-羧基环内酸酐开环聚合，制备端基功能化短肽； 3)将肽类树状大分子和端基功能化短肽按照一定质量比例溶解在共溶剂中，在超声条件下使两组份充分复合，实现ー级自组装，形成两亲性自组装前驱体； 4)在超声的条件下将上述溶液溶缓慢的滴加入极性溶剂中，通过亲疏水作用实现二级自组装，形成自组装体。
9.一种如权利要求1-7中任意一个所述的肽类树状大分子自组装体的表征方法,其特征在于，在权利要求8所述的制备过程中，通过检测溶液的粘度来研究肽类树状大分子组装体组装过程，具体为:分别测定肽类树状大分子、端基功能化短肽及其二者在共溶剂中和极性溶剂中的粘度，通过对比混合溶液的比浓粘度与各组分的比浓粘度的线性加和值判断组分间是否存在弱相互间作用力。
10.如权利要求1-7中任意一个所述的肽类树状大分子自组装体的应用，其特征在干，将其用作基因载体或药物载体。`
【文档编号】G01N11/00GK103554923SQ201310491594
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月18日 优先权日:2013年10月18日
【发明者】顾忠伟, 徐翔晖, 涂召旭, 李芸焜, 简也挺 申请人:四川大学