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胶原蛋白是细胞外基质中含量最丰富的蛋白质,也是生物材料领域最常用的天然高分子之一。设计胶原基质将对理解基质生物学和构建安全医学上有用的生物材料的能力有着广泛影响。由于天然胶原蛋白难以修饰,且会产生致病性和免疫等方面的副作用,使其在组织再生中的应用受到限制。化学合成和细菌表达的类胶原多肽具有清洁、易修饰等优点。因此,近年来,它们已被用作胶原纳米材料的理想基底。但是从合理设计肽段到形成均匀纳米结构的仍具有挑战。在本研究中,采用两种不同的方法即化学合成法和细菌异源表达法来获取类胶原样肽,依靠多重弱作用力协同调控获得高度可控的纳米材料,为开发新型的类胶原多肽纳米材料提供了一种新的策略。具体内容如下:(1)通过固相合成法合成不能形成胶原三股螺旋的(POG)6和能形成胶原三股螺旋结构的(POG)8的类胶原多肽。分别在类胶原多肽(POG)6和(POG)8的氮端进行4,4’-亚甲基双(异氰酸苯酯)修饰得到类胶原杂合肽AP6和AP8。作为对照将4,4’-亚甲基双换成刚性较强的1,5-萘二异氰酸酯得到An P6和AnP8。电镜表征组装形貌显示AP6和AP8分别形成了宽度约为12 nm和16 nm的纳米纤维。AnP6和AnP8则没有任何纳米结构的形成。(2)将带有炔烃修饰的类胶原多肽和叠氮修饰的DNA通过铜离子催化的叠氮-炔基click反应进行偶联形成类胶原多肽-DNA共聚物A-DNA1和DNA2-C。在中性10mmol·L-1PB和10 mmol·L-1TAE缓冲液中将A-DNA1和DNA2-C和B等摩尔混合进行异源组装。圆二色谱(CD)显示,类胶原部分和DNA部分均能进行组装形成异源三聚体,AMF结果显示,在两种缓冲液中均能形成宽度约为10 nm、高度约为2-3 nm纳米纤维结构。(3)大肠杆菌异源表达法目的是制备长度更长,氨基酸组成更丰富的胶原样肽。将重组质粒在大肠杆菌体系中进行异源表达得到Scl2A、Scl2C和Scl2ABC。CD结果显示Scl2A、Scl2C和Scl2ABC均具有稳定的的胶原三股螺旋结构,Tm值分别为41.4℃、46.3℃和40.3℃。表达获得高稳定性胶原,为以后进一步修饰并诱导组装打下基础。