CN118005916A - 具有构象调节能力的改性聚氨基酸衍生物及其制备和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种具有构象调节能力的改性聚氨基酸衍生物及其制备方法和应用。本发明提供一种具有构象调节能力的改性聚氨基酸衍生物，其为侧链含有能够螯合金属离子的基团的聚氨基酸或其衍生物。本发明提供的改性聚氨基酸衍生物具有可调控的二级结构和高级组装结构。本发明所得聚氨基酸衍生物可通过螯合金属离子调节二级构象有序‑有序转变。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种具有构象调节能力的改性聚氨基酸衍生物及其制备方法和应用。
背景技术
基于聚氨基酸良好的生物相容性和可降解性，使其在药物递送和组织工程等领域成为一种理想材料。其中，聚氨基酸因其良好的生物相容性、生物降解性，其多种多样的活性侧基反应位点为得到性能可控的功能材料提供了充分的可能性。而且可以通过侧基修饰引入不同的基团来调节分子的亲疏水性和电荷密度，进而调控自组装过程。除此之外，与传统高分子材料相比，聚氨基酸具有有序的二级结构(如α螺旋，β折叠，β转角等)，并可进一步自组装形成有趣的高级仿生结构，这为其在生物医用材料领域的应用提供了优势。
通过对聚氨基酸侧链库仑力、电荷、亲疏水作用和氢键相互作用等的调节，可以实现聚氨基酸的二级结构的转变。如Jianjun Cheng等分别通过调节侧链疏水性、电荷到主链距离和H键等方式实现了聚氨基酸二级构象从无规卷曲到α螺旋结构的转变，Deming等通过调节聚半胱氨酸衍生物的极性，实现了二级构象从α螺旋到无规卷曲的转变。但是在这些研究中，大多是实现构象有序到无序(或者无序到有序)的转变，如何通过调控侧链结构实现聚氨基酸二级构象的有序-有序转变仍是一个巨大的挑战。
本发明申请人长期致力于聚氨基酸的改性研究，在CN107698755A中公开了一种阳离子聚合物及其制备方法和应用，指出在聚赖氨酸或其衍生物的侧链上引入多层次的仲胺、叔胺或季铵基团得到的改性聚赖氨酸或其衍生物具有独特的二级构象；在CN108623802B中公开了一种功能性聚氨基酸衍生物及其制备方法和应用，指出式I所示的功能性聚氨基酸衍生物能够与活性物质或烷基化试剂发生化学作用，从而使其高级结构和功能发生变化，且始终为有序的高级结构。
发明内容
在上述现有技术的基础上，本发明提供了一种具有二级构象调节能力的新型改性聚氨基酸衍生物，其是将聚氨基酸或其衍生物采用能够螯合金属离子的螯合化合物进行修饰制得；基于螯合化合物之间的相互作用，从而实现：通过引入不同结构的螯合化合物或相同结构不同含量的螯合化合物后，所得改性聚氨基酸衍生物能够调节聚氨基酸的二级构象；进一步，当将所得改性聚氨基酸与不同的金属离子螯合后，则能够实现：聚氨基酸的二级构象发生有序-有序的转变。
本发明的技术方案：
本发明要解决的第一个技术问题是提供一种具有构象调节能力的改性聚氨基酸衍生物，其为侧链含有能够螯合金属离子的基团的聚氨基酸或其衍生物。
进一步，所述含有能够螯合金属离子的基团为螯合化合物修饰到聚氨基酸或其衍生物后对应的基团。
进一步，所述螯合物为具有氢键供体或氢键给体的物质；更进一步，所述螯合化合物包括：组氨酸、酪氨酸、半胱胺酸、葡萄糖酸，黄芩苷，乙二胺四乙酸，二乙烯三胺五乙酸，5,8-双羧甲基-11-[2-(甲基氨基)-2-氧代乙基]-3-氧代-2,5,8,11-四氮杂十三烷基-13-羧酸，4-羧基-5,8,11-三(羧甲基-1-苯基-2-氧杂-5,8,11三氮杂十三烷-13-酸，N’-二(2-羟苄基)乙二氨-N,N’-二乙酸，1-羧甲基-3-羟基-2-甲基-4-吡啶酮，地拉罗司，多巴胺，(3-氨基吡啶-2-基)亚甲基氨基硫脲，去铁胺，阿霉素或原儿茶酸等螯合分子中的至少一种。
进一步，所述改性聚氨基酸衍生物中，能够螯合金属离子的基团与聚氨基酸或其衍生物中氨基酸总残基数量的摩尔比为1：10～1：1；优选为1：4～1：1。
进一步，所述聚氨基酸或其衍生物包括：聚氨基酸及聚氨基酸共聚物、侧链被保护的聚氨基酸及聚氨基酸共聚物。
具体的，所述聚氨基酸或其衍生物包括：聚天冬氨酸、聚苄酯天冬氨酸、聚赖氨酸、聚苄氧羰基赖氨酸、聚叔丁氧羰基赖氨酸、聚谷氨酸、聚苄酯谷氨酸、聚叔丁酯谷氨酸、聚丝氨酸、聚苄酯丝氨酸、聚叔丁酯丝氨酸、聚天冬酰胺、聚谷氨酰胺、聚酪氨酸、聚苏氨酸、聚苄酯丝氨酸、聚叔丁酯丝氨酸、聚精氨酸、聚苄氧羰基精氨酸、聚半胱氨酸、聚叔丁氧羰基半胱氨酸等能进行侧链修饰的聚氨基酸或侧链被保护的聚氨基酸。
进一步，所述聚氨基酸或其衍生物包括：聚氨基酸或其衍生物与M的共聚物，所述M为聚乙二醇、聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚脲、聚氨基酯、聚酯酰胺或聚氨基酸等中的至少一种。
本发明要解决的第二个技术问题是提供上述具有构象调节能力的改性聚氨基酸衍生物的制备方法，所述制备方法为：在聚氨基酸或其衍生物的侧链引入能够螯合金属离子的基团，制得具有构象调节能力的改性聚氨基酸衍生物。
进一步，所述制备方法包括：
方法一：先制备聚氨基酸或其衍生物，再在其侧链上引入能够螯合金属离子的基团；
方法二：先将能够螯合金属离子的基团修饰在氨基酸分子侧链上，再通过聚合反应制备所述改性聚氨基酸衍生物。
具体地，所述制备方法为：将氨基酸分子、聚氨基酸或其衍生物和螯合化合物进行缩合反应、取代反应、加成反应、氨解反应、酰胺化反应、酯化反应、点击化学反应或聚合反应等化学反应制得所述具有构象调节能力的改性聚氨基酸衍生物。
进一步，所述螯合化合物选自：葡萄糖酸，黄芩苷，乙二胺四乙酸，二乙烯三胺五乙酸，5,8-双羧甲基-11-[2-(甲基氨基)-2-氧代乙基]-3-氧代-2,5,8,11-四氮杂十三烷基-13-羧酸，4-羧基-5,8,11-三(羧甲基-1-苯基-2-氧杂-5,8,11三氮杂十三烷-13-酸，N’-二(2-羟苄基)乙二氨-N,N’-二乙酸，1-羧甲基-3-羟基-2-甲基-4-吡啶酮，地拉罗司，多巴胺，(3-氨基吡啶-2-基)亚甲基氨基硫脲，去铁胺，阿霉素或原儿茶酸等螯合分子中的至少一种。
本发明要解决的第三个技术问题是指出上述改性聚氨基酸衍生物在调节聚氨基酸二级构象转变中的用途。
进一步，所述改性聚氨基酸衍生物用于调节聚氨基酸二级构象调节的方法为：通过在聚氨基酸或其衍生物中引入不同种类的能够螯合金属离子的基团来调节二级构象；或：
通过在聚氨基酸或其衍生物中引入不同含量的相同能够螯合金属离子的基团来调节二级构象。
本发明要解决的第四个技术问题是提供一种使聚氨基酸或其衍生物的二级构象发生有序-有序转变的方法，所述方法为：将上述改性聚氨基酸衍生物螯合不同的金属离子，或将上述改性聚氨基酸衍生物制成自组装体后螯合不同的金属离子，从而实现了使聚氨基酸或其衍生物的二级构象发生有序-有序转变。
进一步，所述改性聚氨基酸衍生物通过螯合不同含量的金属离子，可控地调节自组装体中特定有序构象的含量。
本发明要解决的第五个技术问题是提供一种含金属离子的改性聚氨基酸衍生物，所述含金属离子的改性聚氨基酸衍生物为上述具有构象调节能力的改性聚氨基酸衍生物通过螯合不同的金属离子制得；或将上述具有构象调节能力的改性聚氨基酸衍生物制成自组装体后通过螯合不同的金属离子制得。
本发明要解决的第六个技术问题是指出上述改性聚氨基酸衍生物在自组装、药物、金属离子传输、磁共振成像或催化中的用途；所述改性聚氨基酸衍生物为上述具有构象调节能力的改性聚氨基酸衍生物或上述含金属离子的改性聚氨基酸衍生物。
本发明的有益效果：
1、本发明提供的改性聚氨基酸衍生物具有可调控的二级结构和高级组装结构。
2、本发明可通过选择小分子螯合物的种类、比例以及M的大小，调控聚合物的构象和自组装行为。
3、本发明所得聚氨基酸衍生物可通过螯合金属离子调节二级构象有序-有序转变。
4、本发明提供的聚合物为改性的聚氨基酸衍生物，具有良好的生物相容性和生物降解性能，且降解产物为天然氨基酸，具有非常好的生物安全性。
5、本发明提供的聚氨基酸衍生物的制备过程简单，后处理简单，易于推广。
6、本发明提供的聚氨基酸衍生物在自组装、药物或金属离子传输、成像、催化等领域具有较大的应用价值。
附图说明：
图1为对比例1所得改性聚氨基酸衍生物400MHz 1H-NMR。
图2为实施例1所得改性聚氨基酸衍生物400MHz 1H NMR。
图3为实施例2所得改性聚氨基酸衍生物400MHz 1H NMR。
图4为对比例1和实施例1、2所得改性聚氨基酸衍生物的GPC。
图5为对比例1和实施例1、2所得改性聚氨基酸衍生物的CD。
图6为实施例1和实施例2所得改性聚氨基酸衍生物的FTIR。
图7为实施例2在螯合不同金属离子后的CD。
图8为实施例2在螯合不同金属离子后的FTIR。
图9为实施例2在螯合不同含量Fe3+离子后的CD，其中Fe与DFO的摩尔比为(a)0,(b)0.01,(c)0.05,(d)0.1,(e)0.2,(f)0.5和(g)1。
图10为实施例2在螯合不同含量Fe3+离子后的FTIR以及1652与1624cm-1峰强度之比与螯合量的变化曲线，其中Fe与DFO的摩尔比为(a)0,(b)0.01,(c)0.05,(d)0.1,(e)0.2,(f)0.5和(g)1。
图11为实施例1(A,C)和实施例2(B,D)的二维NOESY核磁谱图。
图12为实施例2在螯合Al3+后的二维NOESY核磁谱图。
图13为实施例1(a,b)和实施例2(c,d)在螯合Fe前(a,c)和后(b,d)的入胞能力。
图14为对比例2核磁H谱。
图15为实施例3核磁H谱。
图16为对比例2和实施例3的CD。
图17为实施例4的核磁。
图18为多巴胺284nm处紫外吸光度的标准曲线。
图19为实施例4和实施例5的CD。
具体实施方式
本发明要解决的第一个技术问题是提供一种具有构象调节能力的改性聚氨基酸衍生物，其为侧链含有能够螯合金属离子的基团的聚氨基酸或其衍生物。所述含有能够螯合金属离子的基团内部存在配位相互作用，如氢键等。
进一步，所述含有能够螯合金属离子的基团为螯合化合物修饰到聚氨基酸或其衍生物后对应的基团。
本发明要解决的第二个技术问题是提供上述具有构象调节能力的改性聚氨基酸衍生物的制备方法，所述制备方法为：在聚氨基酸或其衍生物的侧链引入能够螯合金属离子的基团，制得具有构象调节能力的改性聚氨基酸衍生物。
本发明要解决的第三个技术问题是指出上述改性聚氨基酸衍生物在调节聚氨基酸二级构象转变中的用途。
本发明要解决的第四个技术问题是提供一种使聚氨基酸或其衍生物的二级构象发生有序-有序转变的方法，所述方法为：将上述改性聚氨基酸衍生物螯合不同的金属离子，或将上述改性聚氨基酸衍生物制成自组装体后螯合不同的金属离子，从而实现了使聚氨基酸或其衍生物的二级构象发生有序-有序转变。
本发明要解决的第五个技术问题是提供一种含金属离子的改性聚氨基酸衍生物，所述含金属离子的改性聚氨基酸衍生物为上述具有构象调节能力的改性聚氨基酸衍生物通过螯合不同的金属离子制得；或将上述具有构象调节能力的改性聚氨基酸衍生物制成自组装体后通过螯合不同的金属离子制得。
本发明要解决的第六个技术问题是指出上述改性聚氨基酸衍生物在自组装、药物或金属离子传输、成像、催化中的用途；所述改性聚氨基酸衍生物为上述具有构象调节能力的改性聚氨基酸衍生物或上述含金属离子的改性聚氨基酸衍生物。
以下列举的是本发明的若干具体实施例子，但值得指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的普通专业人员根据上述发明的内容对本发明所作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。对比例1：
聚乙二醇-聚苄酯谷氨酸共聚物通过本领域常规技术手段合成，其中聚乙二醇数均分子量为5000，聚苄酯谷氨酸数均分子量为4469。
对比例2：
聚乙二醇-谷氨酸共聚物通过本领域常规技术手段合成，其中聚乙二醇数均分子量为5000，聚谷氨酸数均分子量为2582。
实施例1：
将0.2g聚乙二醇-聚苄酯谷氨酸(数均分子量为9469)和0.2g DFO(去铁胺)加入反应瓶，氩气保护下加入DMF/甲醇(v:v＝2:1)混合溶剂8mL搅拌分散溶解，加入0.1ml TEA(三乙胺)后，45℃反应48h；反应结束后将反应液透析后冻干得到聚合物。
实施例2：
将0.2g聚乙二醇-聚苄酯谷氨酸(数均分子量为9469)和0.4g DFO加入反应瓶，氩气保护下加入DMF/甲醇(v:v＝2:1)混合溶剂8mL搅拌分散溶解，加入0.1ml TEA后，45℃反应48h；反应结束后将反应液透析后冻干得到聚合物。
实施例3：
将0.2g聚乙二醇-聚谷氨酸(数均分子量为7580)和0.34g DFO加入反应瓶，氩气保护下加入NMP溶剂20mL搅拌溶解，加入0.24g HATU(多肽缩合试剂；命名为2-(7-氮杂苯并三氮唑)-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸酯)和0.27g DIEA(N,N-二异丙基乙胺)后，室温反应16h；反应结束后将反应液透析后冻干得到聚合物。
实施例4：
将0.3g聚乙二醇-聚天冬氨酸(数均分子量为8450)和0.054g多巴胺入反应瓶，氩气保护下加入DMF溶剂20mL搅拌溶解，加入0.13g HATU和0.04g DIEA后，室温反应16h；反应结束后将反应液透析后冻干得到聚合物。
实施例5：
将0.3g聚乙二醇-聚天冬氨酸(数均分子量为8450)和0.081g多巴胺入反应瓶，氩气保护下加入DMF溶剂20mL搅拌溶解，加入0.20g HATU和0.07g DIEA后，室温反应16h；反应结束后将反应液透析后冻干得到聚合物。
实施例6：
将0.25g聚赖氨酸-聚己内酯(数均分子量为15000)和0.154g原儿茶酸加入反应瓶，氩气保护下加入DMF溶剂20mL搅拌溶解，加入0.24g DCC(N,N′-二环己基碳二酰亚胺)和0.146g DMAP(4-二甲氨基吡啶)后，室温反应16h；反应结束后用乙醚沉淀一遍后，再溶解透析后冻干得到聚合物。
实施例7：
将0.34g聚丝氨酸-聚乳酸(数均分子量为11000)和0.292g乙二胺四乙酸(EDTA)加入反应瓶，加入DMF溶剂20mL搅拌溶解，加入0.155g EDC(1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺)和0.115g NHS(N-羟基琥珀酰亚胺)后，室温反应12h；反应结束后用去离子水透析后冻干得到聚合物。
实施例8：
将0.35g聚赖氨酸-聚苄酯谷氨酸(数均分子量为6949)和0.447g黄芩苷加入反应瓶，氩气保护下加入NMP溶剂20mL搅拌溶解，加入0.191g EDCI(1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐)和0.135g HOBT(1-羟基苯并三唑)后，40℃反应12h；反应结束后用乙醚沉淀一遍后，再溶解透析后冻干得到聚合物。
以实施例1和2的产物为例，并选择相同聚合度的聚苄酯谷氨酸共聚物作为对比例1进行技术效果评价。图1-3为对比例1及实施例1和2制备的聚氨基酸及其衍生物的核磁共振氢谱图，其中δ5.00，δ7.23处为苄酯特征峰，δ3.85处为聚乙二醇链段中乙氧基质子的化学位移，实施例1，2制备的聚氨基酸衍生物中侧链DFO的峰在δ1.0～1.5，δ7.80，δ9.67处为DFO特征峰(图2，3)。
图4为实施例1和2制备的聚氨基酸衍生物及对比例1所得共聚物的凝胶渗透色谱图；从GPC结果可以看出实施例1和2制备的阳离子聚合物的分子量比对比例1所得共聚物大，证明化学反应的成功。
为了研究本发明所提供的聚氨基酸衍生物的构象调节能力，对实施例2和3所制备的聚氨基酸衍生物及对比例1所得共聚物进行圆二色谱测试和红外测试；结果如图5所示，对比例1和实施例1制备的聚氨基酸衍生物表现为含有α螺旋构象，实施例2制备的聚合物则呈现为β折叠构象。该结果说明本发明可以通过改变侧链基团的结构和比例来调控聚氨基酸的二级构象的有序-有序转变，对聚合物的使用效果和生理活性具有重要的意义。
为了进一步证明本发明提供的聚氨基酸衍生物具有独特的二级构象调节能力，对实施例2聚合物制备的自组装体加入不同的能螯合的金属离子；结果如图7和8所示，实施例2在结合金属离子之后表现为α螺旋构象。并可以通过加入金属离子的含量调控构象转变的程度(图9)。从进一步的红外出峰(图10)，以及1652与1624cm-1处的比值可以清楚的看到，实施例2可以通过调节螯合金属离子的含量有效调控α螺旋与β折叠构象的比例。
为了进一步对构象转变的机理进行了研究，对实施例1和2进行了二维NOESY核磁分析。如图11所示，在实施例1中的苄基基团(5.0,7.2ppm)与谷氨酸α-,β-H(2.0,4.0ppm)之间存在较强的相关性，苄基基团也存在自相关信号，相比之下，在实施例2的NOESY谱中，这些交叉峰强度显著减弱，并且在DFO的羟肟酸(9.6ppm)、酰胺(7.8pm)和亚甲基基团(1.2-3.0ppm)之间检测到新的强NOE信号。这说明侧链螯合分子之间的相互作用是导致构象转变的主要原因。进一步通过分析实施例2在螯合Al3+以后的二维核磁。如图12所示，DFO组(9.6,1.2-3.0ppm)之间的相关性减弱，而苄酯和DFO(7.2,1.2-3.0ppm)之间的交叉峰出现了，说明金属离子螯合会破坏螯合分子之间的相互作用，从而调节构象。
为了评价本发明提供的聚氨基酸衍生物的膜穿透性能和细胞相互作用，使用异硫氰酸荧光素酯标记实施例1和2制备的聚氨基酸衍生物，并与MCF-7肿瘤细胞共同培养1h，用激光共聚焦显微镜观察细胞内的荧光强度，结果如图13所示。由图13可见，实施例1制备的聚氨基酸衍生物的入胞效率均显著高于实施例2所得共聚物，并且实施例2制备的聚氨基酸衍生物在结合Fe离子改变构象后具有更好的细胞穿透性能，这说明本发明提供的聚氨基酸衍生物可以通过侧链基团的选择和金属离子的结合来调节聚氨基酸衍生物的膜渗透性和细胞内在化性能。
以实施例3和相同聚合度的聚谷氨酸共聚物作为对比例2进行技术效果评价。图14，15为对比例2及实施例3制备的聚氨基酸及其衍生物的核磁共振氢谱图，证明聚合物合成成功。
为了研究本发明所提供的聚氨基酸衍生物的构象调节能力，对实施例3和对比例2所制备的聚氨基酸衍生物进行圆二色谱测试；结果如图16所示，对比例2为无规卷曲结构，实施例3制备的聚氨基酸衍生物表现为含有α螺旋构象。该结果说明本发明可以通过改变侧链基团的结构来调控聚氨基酸的二级构象具有普适性，对聚合物的使用效果和生理活性具有重要的意义。
为了研究本发明所提供的聚氨基酸衍生物的构象调节能力的普遍性，以实施例4和实施例5进行技术效果评价。实施例4和实施例5为相同聚氨基酸材料的不同多巴胺接枝数的聚氨基酸衍生物，图17为对比例4的核磁共振氢谱图，证明聚合物合成成功。并通过多巴胺分子在284nm处的紫外吸收的标准曲线(图18)，可知实施例4的多巴胺接枝数是9个，实施例5是13个。对实施例4和实施例5所制备的聚氨基酸衍生物进行圆二色谱测试；结果如图19所示，实施例4为217nm的单负峰结构，说明是主要以β折叠为主的聚氨基酸，而实施例5制备的聚氨基酸衍生物的210和225nm双负峰表现为含有α螺旋构象。该结果说明本发明可以通过改变侧链基团的接枝数目来调控聚氨基酸的二级构象具有普适性，对聚合物的使用效果和生理活性具有重要的意义。
尽管上面结合实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。
Claims (10)
1.一种改性聚氨基酸衍生物，其特征在于，其为侧链含有能够螯合金属离子的基团的聚氨基酸或其衍生物。
2.根据权利要求1所述的一种改性聚氨基酸衍生物，其特征在于，所述含有能够螯合金属离子的基团为螯合化合物修饰到聚氨基酸或其衍生物后对应的基团；
进一步，所述螯合物为具有氢键供体或氢键给体的物质；
更进一步，所述螯合化合物包括：组氨酸，酪氨酸，半胱胺酸，葡萄糖酸，黄芩苷，乙二胺四乙酸，二乙烯三胺五乙酸，5,8-双羧甲基-11-[2-(甲基氨基)-2-氧代乙基]-3-氧代-2,5,8,11-四氮杂十三烷基-13-羧酸，4-羧基-5,8,11-三(羧甲基-1-苯基-2-氧杂-5,8,11三氮杂十三烷-13-酸，N’-二(2-羟苄基)乙二氨-N,N’-二乙酸，1-羧甲基-3-羟基-2-甲基-4-吡啶酮，地拉罗司，多巴胺，(3-氨基吡啶-2-基)亚甲基氨基硫脲，去铁胺，阿霉素或原儿茶酸中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的一种改性聚氨基酸衍生物，其特征在于，所述改性聚氨基酸衍生物中，能够螯合金属离子的基团与聚氨基酸或其衍生物中氨基酸总残基数量的摩尔比为1：10～1：1；优选为1：4～1：1。
4.根据权利要求1～3任一项所述的一种改性聚氨基酸衍生物，其特征在于，所述聚氨基酸或其衍生物为能进行侧链修饰的聚氨基酸；或侧链被保护的聚氨基酸；
进一步，所述聚氨基酸或其衍生物包括：聚氨基酸及聚氨基酸共聚物、侧链被保护的聚氨基酸及聚氨基酸共聚物；
更进一步，所述聚氨基酸或其衍生物包括：聚天冬氨酸、聚苄酯天冬氨酸、聚赖氨酸、聚苄氧羰基赖氨酸、聚叔丁氧羰基赖氨酸、聚谷氨酸、聚苄酯谷氨酸、聚叔丁酯谷氨酸、聚丝氨酸、聚苄酯丝氨酸、聚叔丁酯丝氨酸、聚天冬酰胺、聚谷氨酰胺、聚酪氨酸、聚苏氨酸、聚苄酯丝氨酸、聚叔丁酯丝氨酸、聚精氨酸、聚苄氧羰基精氨酸、聚半胱氨酸或聚叔丁氧羰基半胱氨酸；
更进一步，所述聚氨基酸或其衍生物包括：聚氨基酸或其衍生物与M的共聚物，所述M为聚乙二醇、聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯、聚脲、聚氨基酯、聚酯酰胺或聚氨基酸中的至少一种。
5.权利要求1～4任一项所述的改性聚氨基酸衍生物的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：在聚氨基酸或其衍生物的侧链引入能够螯合金属离子的基团，制得具有构象调节能力的改性聚氨基酸衍生物。
6.根据权利要求5所述的改性聚氨基酸衍生物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
方法一：先制备聚氨基酸或其衍生物，再在其侧链上引入能够螯合金属离子的基团；
方法二：先将能够螯合金属离子的基团修饰在氨基酸分子侧链上，再通过聚合反应制备所述改性聚氨基酸衍生物；
进一步，所述制备方法为：将氨基酸分子、聚氨基酸或其衍生物和螯合化合物通过化学反应制得所述具有构象调节能力的改性聚氨基酸衍生物；
进一步，所述化学反应包括：缩合反应、取代反应、加成反应、氨解反应、酰胺化反应、酯化反应、点击化学反应或聚合反应；
进一步，所述螯合化合物选自：葡萄糖酸，黄芩苷，乙二胺四乙酸，二乙烯三胺五乙酸，5,8-双羧甲基-11-[2-(甲基氨基)-2-氧代乙基]-3-氧代-2,5,8,11-四氮杂十三烷基-13-羧酸，4-羧基-5,8,11-三(羧甲基-1-苯基-2-氧杂-5,8,11三氮杂十三烷-13-酸，N’-二(2-羟苄基)乙二氨-N,N’-二乙酸，1-羧甲基-3-羟基-2-甲基-4-吡啶酮，地拉罗司，多巴胺，(3-氨基吡啶-2-基)亚甲基氨基硫脲，去铁胺，阿霉素或原儿茶酸。
7.改性聚氨基酸衍生物在调节聚氨基酸二级构象转变中的用途，所述改性聚氨基酸衍生物为权利要求1～4任一项所述的改性聚氨基酸衍生物，或为采用权利要求5或6所述的方法制得的改性聚氨基酸衍生物；
进一步，所述改性聚氨基酸衍生物用于调节聚氨基酸二级构象调节的方法为：通过在聚氨基酸或其衍生物中引入不同种类的能够螯合金属离子的基团来调节二级构象；或：
通过在聚氨基酸或其衍生物中引入不同含量的相同能够螯合金属离子的基团来调节二级构象。
8.一种使聚氨基酸或其衍生物的二级构象发生有序-有序转变的方法，其特征在于，所述方法为：将权利要求1～4任一项所述的改性聚氨基酸衍生物螯合不同的金属离子，或将权利要求1～4任一项所述的改性聚氨基酸衍生物制成自组装体后螯合不同的金属离子，从而实现了使聚氨基酸或其衍生物的二级构象发生有序-有序转变；
进一步，所述改性聚氨基酸衍生物通过螯合不同含量的金属离子，可控地调节自组装体中特定有序构象的含量。
9.一种含金属离子的改性聚氨基酸衍生物，其特征在于，所述含金属离子的改性聚氨基酸衍生物为权利要求1～4任一项所述的改性聚氨基酸衍生物通过螯合不同的金属离子制得；或将权利要求1～4任一项所述的改性聚氨基酸衍生物制成自组装体后通过螯合不同的金属离子制得。
10.改性聚氨基酸衍生物在自组装、药物、金属离子传输、磁共振成像或催化中的用途；所述改性聚氨基酸衍生物为权利要求1～4任一项所述的改性聚氨基酸衍生物或权利要求9所述含金属离子的改性聚氨基酸衍生物。
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