CN110028551A - 一种多肽水凝胶及其制备方法 - Google Patents

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陈惠敏
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Abstract

本发明公开了一种多肽水凝胶及其制备方法，属于生物材料技术领域。本发明一种自组装形成水凝胶的多肽，其氨基酸序列为Glu‑Ile‑Trp‑Leu‑Lys。本发明突破了国内外现存的多肽水凝胶的研究思路和方法，设计并合成的多肽序列长度短；多肽水凝胶的简便、快速；制备所得多肽水凝胶的生物相容性好。本发明为制备肽基水凝胶的化学设计提供灵活性，为多肽合成提供简便性，有助于肽基水凝胶材料的开发利用。

Description

一种多肽水凝胶及其制备方法
技术领域
本发明属于生物材料技术领域，具体涉及一种多肽水凝胶及其制备方法。
背景技术
自组装多肽水凝胶由于其良好的生物相容性、可逆性和可降解性等特点，被广泛应用于组织工程、药物递送和细胞培养等领域。可自组装成水凝胶的多肽类型有氨基酸配对型多肽、β-发夹型多肽、Fluorenylmethoxycarbonyl (Fmoc)肽和两亲性多肽，但这些能够自组装成水凝胶的肽段序列较长，往往含有合成的不可降解末端基。天然的寡肽(4-8个氨基酸)自组装受到较少研究和关注。
工程肽基水凝胶是在一些天然多肽的片段上引入功能分子，使其水凝胶具有某些特定功能，但是现在大多数的工程肽基水凝胶的设计是在原有的自组装多肽体系上进行改造，其设计受到限制，因此开发新的自组装多肽体系是十分必要且有意义的。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，突破了国内外现存的多肽水凝胶的研究思路和方法，提供一种多肽水凝胶及其制备方法。该多肽水凝胶的多肽序列长度短，成胶方式简便、快速，得到的多肽水凝胶生物相容性好。
为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种自组装形成水凝胶的多肽，其氨基酸序列为：Glu-Ile-Trp-Leu-Lys。
上述自组装形成水凝胶的多肽在制备水凝胶中的应用。
一种多肽水凝胶，通过调节自组装形成水凝胶的多肽形成的多肽溶液的pH及浓度来进行凝胶化而形成的水凝胶。
一种多肽水凝胶的制备方法，具体步骤为：将自组装形成凝胶的多肽以一定pH的PBS缓冲液，配置成一定浓度的多肽溶液，涡旋至多肽粉末溶解，于室温静置凝胶化。
上述制备方法中PBS缓冲液的pH范围为：pH 5~8。
优选的，上述制备方法中PBS缓冲液的pH为7。
上述制备方法的中多肽溶液的浓度范围为：7.27~14.54 mM。
上述制备方法的中静置时间为：30min。
本发明的显著优势在于：本发明提供的一种多肽水凝胶及其制备方法，其自组装形成水凝胶的多肽的多肽序列长度短；多肽水凝胶的制备方法简便、快速；所得多肽水凝胶的生物相容性好且可逆；为制备肽基水凝胶的化学设计提供灵活性，为多肽合成提供简便性，有助于肽基水凝胶材料的开发利用。
附图说明
图1为不同多肽浓度、不同pH条件下的成胶相图。Sol：多肽溶液；Gel：多肽水凝胶；Precipate：多肽沉淀。
图2为14.54 mM、pH7.0的多肽水凝胶的TEM图，右上角插图为宏观成胶图。
图3为14.54 mM的多肽水凝胶在不同pH条件下的储能模量图。
图4为14.54 mM、pH7.0的多肽水凝胶对HepG2细胞活性的影响图。Control：对照组；EK：实验组。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
一种自组装形成水凝胶的多肽，其氨基酸序列为：Glu-Ile-Trp-Leu-Lys。
该自组装形成水凝胶的多肽的获得方法为：通过理论设计可自组装的多肽，并利用固相合成技术进行多肽合成。
实施例2
一种多肽水凝胶的制备方法，具体步骤为：以不同pH（pH3、pH4、pH5、pH6、pH7、pH8、pH9）的PBS缓冲液，配置成不同浓度（7.27、8.72、10.18、11.63、13.08、14.54mM）的自组装形成水凝胶的多肽溶液，涡旋至多肽粉末溶解，于室温静置过夜，通过倒立试管判断溶液是否形成多肽水凝胶，若倒立试管样品不会滑落，即为多肽水凝胶。
本实施例制备获得的多肽水凝胶，其在不同多肽浓度、不同pH条件下的成胶相图见图1。从图1结果表明，多肽的成胶条件呈现“v”型，即多肽浓度较低时，成胶的pH范围窄，随着浓度的增加，成胶的pH范围增大。由此得，在pH5~8的较宽范围下，多肽能自组装形成水凝胶。
实施例3
一种多肽水凝胶，其制备方法为： 称取自组装形成水凝胶的多肽粉末于2mL管中，加入pH7.0的PBS缓冲液，配置成浓度为14.54mM的多肽溶液，旋涡至粉末充分溶解，室温下静置30min制成多肽水凝胶。取10μL凝胶滴在铜网上，8min后用滤纸吸取多余的多肽水凝胶，接下来取10μL 磷钨酸钠溶液进行负染，8min后用滤纸吸取多余磷钨酸钠溶液，于室温下干燥过夜，于透射电镜机上观察其微观结构图。
本实施例制备获得的14.54mM、pH7.0的多肽水凝胶的TEM及宏观成胶图见图2。图2能直观看到多肽自组装形成具有三维网络结构的固状样的水凝胶，并且从TEM图观测到纳米纤维的存在，这是因为五肽在pH为7时，N＇和C＇端的氨基及羧基质子化，各自带上正电荷和负电荷，通过静电相互作用进行自组装形成纳米纤维，纤维进一步缠绕，“锁住”水分子，最终形成具有三维网络结构的水凝胶。
实施例4
一种多肽水凝胶，其制备方法为： 称取自组装形成水凝胶的多肽粉末于2mL管中，加入不同 pH（pH5、pH6、pH7、pH8）的PBS缓冲液，配置成浓度为14.54mM的多肽溶液，旋涡至粉末充分溶解，室温下静置30min制成多肽水凝胶。
本实施例14.54mM的多肽水凝胶在不同pH条件下的储能模量图见图3。图3 结果表明pH为7时，其储能模量达到最大，具有最好的流变性能。
实施例5
一种多肽水凝胶，其制备方法为： 称取自组装形成水凝胶的多肽粉末于2mL管中，加入pH7的PBS缓冲液，配置成浓度为14.54mM的多肽溶液，旋涡至粉末充分溶解，室温下静置30min制成多肽水凝胶，取2μL的多肽水凝胶加入培养有HepG2细胞的96孔板中进行培养,24h后加入20μL MTT（5mg/mL），继续培养4 h。吸去上清后，每孔加入150 μL DMSO，微孔板振荡器混匀，测定570 nm处吸光值，对照组为以2μL的无菌水替换2μL的多肽水凝胶的空白对照，即不含有多肽水凝胶。
本实施例制备获得的14.54mM、pH7.0的多肽水凝胶对HepG2细胞活性的影响见图4。图4结果表明多肽水凝胶对HepG2细胞无毒副作用，其活性可达到100%，说明多肽水凝胶具有良好的生物相容性。
以上所述仅为本发明的较佳实施实例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
SEQUENCE LISTING
<110> 福州大学
<120> 一种多肽水凝胶及其制备方法
<130> 1
<160> 1
<170> PatentIn version 3.3
<210> 1
<211> 5
<212> PRT
<213> 人工序列
<400> 1
Glu Ile Trp Leu Lys
1 5

Claims (8)

1.一种自组装形成水凝胶的多肽，其特征在于：所述多肽的氨基酸序列为：Glu-Ile-Trp-Leu-Lys。
2.如权利要求1所述的一种自组装形成水凝胶的多肽在制备水凝胶中的应用。
3.一种多肽水凝胶，其特征在于，通过调节权利要求1所述多肽形成的多肽溶液的pH及浓度来进行凝胶化而形成的水凝胶。
4.如权利要求3所述的一种多肽水凝胶的制备方法，其特征在于，具体步骤为：将权利要求1所述的多肽以一定pH的PBS缓冲液，配置成一定浓度的多肽溶液，涡旋至多肽粉末溶解，于室温静置凝胶化。
5.根据权利要求4所述的一种多肽水凝胶的制备方法，其特征在于：上述制备方法中PBS缓冲液的pH范围为pH 5~8。
6.根据权利要求4所述的一种多肽水凝胶的制备方法，其特征在于：上述制备方法中PBS缓冲液的pH为7。
7.根据权利要求4所述的一种多肽水凝胶的制备方法，其特征在于：上述制备方法中多肽溶液的浓度范围为7.27~14.54 mM。
8.根据权利要求4所述的一种多肽水凝胶的制备方法，其特征在于：上述制备方法中静置时间为30min。
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