肽调控的光功能纳米药物

肽的自组装材料具有结构可控性强、生物安全性高、生物相容性好的优点,在生物医药应用中前景广阔~([1,2])。然而,如何通过对肽分子的合理修饰,可控制备肽基自组装材料,并对其结构和功能进行整合,仍具有较大的挑战。本研究中我们发展了两种构建新型肽基功能自组装材料的合成和组装策略。第一种策略中,受血红蛋白中蛋白与卟啉复合作用的启发,设计、合成了寡肽和卟啉的共价复合物TPP-G-FF,该复合物在水体系中自组装形成粒径25 nm左右的纳米点~([3])(Fig.1)。纳米点中卟啉处于高度聚集状态,其吸收的光能通过荧光或光化学失活的途径被抑制,增强了其光热转换效率,纳米点在肿瘤的光热治疗中展现了优良的肿瘤富集和肿瘤杀伤性能。第二种策略中,合成了响应性基团连接的二肽衍生物,自组装构建了肽基纳米纤维和水凝胶。在疏水、氢键、&pi;-作用等弱相互作用作用的驱动下,纳米纤维和水凝胶可作为药物载体,对光敏剂药物进行高效负载和响应性释放,在体外和体内光动力治疗中增强了对肿瘤生长的抑制。新型肽衍生物的合成和自组装,是从分子层次调控自组装结构和功能的有效策略,为以超分子科学设计治疗性的纳米组装药物提供了新的思路。</p

基于肽的功能自组装材料及其生物医药应用

肽的自组装材料具有结构可控性强、生物安全性高、生物相容性好的优点,在生物医药应用中前景广阔[1,2]。然而,如何通过对肽分子的合理修饰,可控制备肽基自组装材料,并对其结构和功能进行整合,仍具有较大的挑战。本研究中我们发展了两种构建新型肽基功能自组装材料的合成和组装策略。第一种策略中,受血红蛋白中蛋白与卟啉复合作用的启发,设计、合成了寡肽和卟啉的共价复合物TPP-G-FF,该复合物在水体系中自组装形成粒径25 nm左右的纳米点[3](Fig.1)。纳米点中卟啉处于高度聚集状态,其吸收的光能通过荧光或光化学失活的途径被抑制,增强了其光热转换效率,纳米点在肿瘤的光热治疗中展现了优良的肿瘤富集和肿瘤杀伤性能。第二种策略中,合成了响应性基团连接的二肽衍生物,自组装构建了肽基纳米纤维和水凝胶。在疏水、氢键、&pi;-作用等弱相互作用作用的驱动下,纳米纤维和水凝胶可作为药物载体,对光敏剂药物进行高效负载和响应性释放,在体外和体内光动力治疗中增强了对肿瘤生长的抑制。新型肽衍生物的合成和自组装,是从分子层次调控自组装结构和功能的有效策略,为以超分子科学设计治疗性的纳米组装药物提供了新的思路。</p

肽超分子自组装结构调控和功能化

生物分子自组装对生物体有重要意义,利用生物分子构筑具有功能性的有序组装体一直是人们关注的焦点.肽分子是一类重要的组装基元,肽的超分子自组装可形成多种纳米或微米尺度的结构,并可应用于能源、医药等领域.如何实现肽自组装结构的精准调控以及精准调控肽自组装实现功能化,是目前该领域面临的新挑战.肽的自组装是基于非共价键力的协同作用实现的,通过各种因素调节这些非共价键力的作用,是实现自组装结构调控和功能化的关键.虽然自组装结构调控可以通过改变外部环境调控,但是通过精确分子设计、组装基元分子间的相互作用调控可以更好地实现结构的精准调控;并有利于进一步通过引入功能性分子作为组装基元,实现自组装体的功能化.本文将针对肽自组装体的结构调控以及功能化两个方面对相关研究进行综述

寡肽-卟啉复合物的自组装及其光声成像和光热治疗应用

光热治疗由于其安全性高和治疗步骤简便等优点而受到广泛关注,其良好的治疗效果已通过具备光热性能的无机纳米颗粒和有机聚合物粒子得到了证明。然而,无机或者聚合物纳米颗粒的长期安全性仍未得到充分证明。卟啉由于其生物相容性高,在肿瘤治疗方面得到了广泛的应用。但是卟啉特殊的疏水共轭结构使得其聚集体在水体系中难以稳定。基于我们前期寡肽调控卟啉自组装的研究[1,2],我们设计了一种以寡肽修饰的四苯基卟啉共价复合物(DFP);DFP在水溶液中自组装形成粒径22nm的稳定纳米粒子;该纳米组装体光热效率高;组装体在荷瘤小鼠的肿瘤处富集,并显示了明显的光声信号(Fig.1);活体光热治疗的结果显示,组装体能够抑制荷瘤...</p

肽超分子自组装结构调控和功能化

生物分子自组装对生物体有重要意义,利用生物分子构筑具有功能性的有序组装体一直是人们关注的焦点.肽分子是一类重要的组装基元,肽的超分子自组装可形成多种纳米或微米尺度的结构,并可应用于能源、医药等领域.如何实现肽自组装结构的精准调控以及精准调控肽自组装实现功能化,是目前该领域面临的新挑战.肽的自组装是基于非共价键力的协同作用实现的,通过各种因素调节这些非共价键力的作用,是实现自组装结构调控和功能化的关键.虽然自组装结构调控可以通过改变外部环境调控,但是通过精确分子设计、组装基元分子间的相互作用调控可以更好地实现结构的精准调控;并有利于进一步通过引入功能性分子作为组装基元,实现自组装体的功能化.本文将针对肽自组装体的结构调控以及功能化两个方面对相关研究进行综述

寡肽调控卟啉自组装:仿生合成和抗肿瘤治疗

蛋白的组装是自然界普遍存在的现象。在天然的捕光天线复合物中,蛋白和光敏分子的共组装使光敏分子呈三维有序排列,能够高效地捕获和传递太阳能。仅含有数个氨基酸的寡肽也具备复杂的自组装行为[1]。我们利用寡肽对光敏分子(如卟啉)的自组装进行调控,获得了一系列多层次、多尺度的组装体[2,3]。这些组装体一方面可作为仿生的光捕获复合物,另一方面可作为光动力/光热治疗用纳米制剂。调控光敏分子的分级有序排列是构筑光捕获复合物的一大挑战,以两亲性二肽调控与卟啉之间的弱相互作用,在分级组装体中实现了光敏分子的长程有序排列。该组装体能够通过自矿化整合反应中心,有效实现光能捕获、电子传递和电荷分离,并实现了基于生物小分子自组装仿生体系的物质合成,如氢气的生成[4]。针对光动力治疗中光敏剂药物递送效果差的问题,通过分子间弱相互作用的协同和调控,实现了寡肽分子对光敏剂的可控组装,获得的光敏剂纳米药物稳定性好、载药量高、具多重响应性释放和肿瘤选择性富集等优点,在小鼠体外和体内抗肿瘤治疗中起到了良好效果[5]。通过设计寡肽和卟啉的共价复合物实现了粒径25 nm左右的胶体纳米点的自组装,其具有较高光热转换效率。纳米点在肿瘤的光热治疗中展现了优良的肿瘤富集和肿瘤杀伤性能,首次实现了肽调控自组装光热纳米粒子的构建和抗肿瘤治疗应用,为以超分子设计治疗性的纳米组装药物提供了新的思路[6]。</p

肽基超分子胶体

肽基超分子胶体是基于肽分子间超分子作用,自发形成且具有有序分子排布及规整结构,兼具传统胶体及超分子特性的组装体系。利用超分子弱相互作用构筑功能性胶体,不仅是人们对生命组装进程深入理解的有效手段,也是实现优异的超分子材料的重要途径。肽分子具有组成明确、性能可调、生物安全性高及可降解等优势,是超分子化学、胶体与界面化学领域重要的组装基元。基于肽的超分子自组装,能够实现多尺度、多功能的生物胶体的构筑,被广泛应用于医药、催化、能源等领域。如何通过对肽序列的设计及分子间作用力的调控,实现对胶体结构和功能的精确控制,是近年来研究的重要课题之一。从分子尺度研究和揭示超分子胶体的组装过程及物理化学机制,探究胶体结构与功能的关系,是实现超分子结构和功能化的重要内容。本文基于“分子间作用的调控”及“结构与功能的关系”两个基本科学问题,系统地综述了肽基超分子胶体的组装机制、结构与功能,以及研究现状

肽基超分子胶体

肽基超分子胶体是基于肽分子间超分子作用,自发形成且具有有序分子排布及规整结构,兼具传统胶体及超分子特性的组装体系。利用超分子弱相互作用构筑功能性胶体,不仅是人们对生命组装进程深入理解的有效手段,也是实现优异的超分子材料的重要途径。肽分子具有组成明确、性能可调、生物安全性高及可降解等优势,是超分子化学、胶体与界面化学领域重要的组装基元。基于肽的超分子自组装,能够实现多尺度、多功能的生物胶体的构筑,被广泛应用于医药、催化、能源等领域。如何通过对肽序列的设计及分子间作用力的调控,实现对胶体结构和功能的精确控制,是近年来研究的重要课题之一。从分子尺度研究和揭示超分子胶体的组装过程及物理化学机制,探究胶体结构与功能的关系,是实现超分子结构和功能化的重要内容。本文基于“分子间作用的调控”及“结构与功能的关系”两个基本科学问题,系统地综述了肽基超分子胶体的组装机制、结构与功能,以及研究现状

寡肽调控光敏剂自组装及物化性质研究

在生物分子调控光敏分子组装的研究中,以多肽和蛋白质作为自组装构筑模块的研究最为活跃,因为它们可以充分模拟自然界中的捕光蛋白的结构和功能~([1])。基于肽和蛋白质自组装捕光体系的仿生设计和建构,已经发展成为有效利用太阳能的技术途径之一。然而,由于多肽和蛋白质结构较为复杂,与光敏剂的组装过程不易控制,在设计结构可控的人工捕光体系方面具有一定的局限性。作为自组装研究的一项重要内容,寡肽自组装已经受到了极大的关注,它们可以在分子水平上设计,易于合成;而且能够自组装形成多种纳米结构~([2])

蛋白和多肽组装体的制备及其用于光动力治疗的研究

光动力治疗是一种新型的肿瘤无创伤疗法,在临床治疗中其存在的难点之一是光敏剂疏水性强、体内循环易被降解、分子本身暗毒性。为了解决以上难点,我们基于HSA和PLL分子间的静电吸引驱动的自组装,设计了一种新型的纳米载体。该载体不仅能实现对光敏剂的高效装载,保护光敏剂在血液循环中不被降解,而且具备优良的生物相容性。弱酸性pH可以显著减弱HSA和PLL分子间的静电吸引,使得载体趋于解组装,从而实现对光敏剂的快速释放。同时纳米载体内HSA分子间二硫键的引入,一方面提高了载体稳定性,另一方面可以对细胞溶酶体内富集的还原性物质如GSH具有响应性,实现对GSH敏感的响应释放。研究结果表明,在pH=5时,载药纳米..