由一对对映体多肽组装的杂化β-片层纤维组成的生物稳定水凝胶

基本信息

英文标题：Biostable hydrogels consisting of hybrid β-sheet fibrils assembled by a pair of enantiomeric peptides

中文标题：由一对对映体多肽组装的杂化β-片层纤维组成的生物稳定水凝胶

发表期刊：《Materials Today Bio》

影响因子：8.2

作者单位：东莞理工大学材料科学与工程学院交叉学科研究所、中国科学院上海应用物理研究所

作者信息：Tingyuan Tan, Yangqian Hou, Jiali Shi, Biao Wang, Yi Zhang

研究背景

手性肽的组装促进了具有独特物理化学和生物学性质的多样超分子结构的形成。然而，手性对肽组装及其所得水凝胶性质的影响仍然未被充分探索。

研究方法

本研究系统地调查了一对对映异构肽LELCLALFLF (ECF-5)和DEDCDADFDF (ecf-5)混合体系在不同比例下的组装倾向、形态和生物稳定性。通过各种比例的混合，研究了这些混合体系的形成β-折叠纤维的倾向，最终导致自支撑混合水凝胶的形成。

实验结果

手性肽的交联聚合物形成。

(A, B)ECF-5和ecf-5的化学结构。

(C)凝胶制备过程的示意图。

(D)倒置试管中的水凝胶的光学图像。凝胶比例在图中表示为ecf-5和ECF-5的摩尔比;以下同此。

(A-E)和TEM(F-J)图像(A)和(F)0:1;(B)和(G)1:3;(C)(H)1:1;(D)和(I)3:1;(E)和(J)1:0。在SEM图像(A-E)中，长度标尺表示为1μm，在TEM图像(F-J)中，长度标尺表示为200nm。

不同比例下由ecf-5和ECF-5形成的肽纳米结构的AFM图像(A)和(F)0:1;(B)和(G)1:3;(C)和(H)1:1;(D)和(I)3:1;(E)和(J)比例为1:0。

倒置试管中的照片，表明由不同比例的ecf-5和ECF-5形成的凝胶的酶解稳定性。在每张照片上都有酶解处理的时间标记。

(A, C)由ecf-5和ECF-5形成的肽纤维的AFM图像，(B, D)沿着在(A, C)中所示的线条的高度剖面。(E)由不同比例的ecf-5和ECF-5形成的纤维上的折痕之间的片段长度。长度标尺在(A, C)中表示为100nm。

在1:1的比例下形成的水凝胶表现出显著低于其他比例(0:1, 1:3, 3:1和1:0)的储能模量(G′)。在1:3和3:1的比例下，大约100纳米长度的片段占主导地位，与其他比例的平滑纤维相比，可能归因于共组装和自组装肽片段的交替排列。引入ecf-5到混合水凝胶中提高了对蛋白酶消化的抵抗性，并在MIN6和HUVECs细胞中保持了良好的生物相容性。

研究结论

这些发现为开发具有定制性质的水凝胶提供了有价值的见解，使它们成为3D细胞培养和组织工程的潜在支架。通过调整对映异构肽的混合比例，可以调节水凝胶的机械性能，为生物医学应用提供了新的视角。