【摘要】：細胞穿膜肽是一類具有穿透細胞膜能力的短肽載體,可以轉(zhuǎn)運小分子化合物、多肽、蛋白質(zhì)、核酸和納米顆粒等不具透膜能力的外源分子進入活細胞。雖然已有20多種細胞穿膜肽成功用于不透膜分子的跨膜轉(zhuǎn)運,但卻難以將其應(yīng)用于活體水平的研究,主要因為：1)它們大部分由天然氨基酸組成,所以很容易被細胞或血液中的蛋白酶降解,因此生物穩(wěn)定性較低；2)基于天然氨基酸的細胞穿膜肽,在低濃度下通常被細胞以胞吞的方式攝取,因此會被困在囊泡中不能釋放到細胞漿或進一步被轉(zhuǎn)移到溶酶體進行降解,從而無法發(fā)揮其生物學(xué)功能。為了解決這些問題,非天然氨基酸被引入細胞穿膜肽的設(shè)計,研究發(fā)現(xiàn)基于非天然氨基酸的新型細胞穿膜肽,不但具有很強的抗蛋白酶降解能力,而且可以直接穿透細胞膜后在細胞漿中均勻分布。α-氨氧基酸作為一種新型的非天然氨基酸,具有很高的生物穩(wěn)定性和形成二級結(jié)構(gòu)的能力,因此,基于α-氨氧基酸的多肽可能是一種新型的細胞穿膜肽。 本文首先以α-氨氧基酸為結(jié)構(gòu)單元,設(shè)計與合成了一系列基于α-氨氧基酸的新型細胞穿膜肽,并對其生物學(xué)性質(zhì)和跨膜機理進行了研究；其次,以細胞穿膜肽為連接基團,設(shè)計與合成了一種透膜分子探針,并對其穿膜性質(zhì)進行了研究。本文的主要內(nèi)容和實驗結(jié)果總結(jié)如下： 1)設(shè)計與合成了一系列基于α-氨氧丙氨酸的新型細胞穿膜肽,并對其二級結(jié)構(gòu)和生物學(xué)性質(zhì)進行了研究,結(jié)果表明基于α-氨氧丙氨酸的新型細胞穿膜肽具有雙親性的二級結(jié)構(gòu),并且可以在細胞漿內(nèi)均勻分布,但其跨膜效率很低。 2)設(shè)計與合成了一系列基于α-氨氧賴氨酸的新型細胞穿膜肽,并對其生物學(xué)性質(zhì)進行了研究,結(jié)果表明一種基于α-氨氧賴氨酸的混合型細胞穿膜肽,具有生物穩(wěn)定性高和細胞毒性低的特點,并可以在細胞漿中均勻分布。進一步對其跨膜機理進行研究并發(fā)現(xiàn),該混合型細胞穿膜肽主要通過直接跨膜的方式進入細胞。 3)設(shè)計與合成了一種基于細胞穿膜肽的透膜分子探針,并對其穿膜性質(zhì)進行了研究,結(jié)果表明將細胞穿膜肽引入不透膜分子探針的結(jié)構(gòu)中,可以促進其穿透細胞膜后并進入活細胞。 將α-氨氧基酸引入到細胞穿膜肽的研究,不僅為細胞穿膜肽的設(shè)計提供了新思路,還加深了對細胞穿膜肽跨膜機理的認識,同時還為基于α-氨氧基酸新型細胞穿膜肽的應(yīng)用奠定了技術(shù)和理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：R329

【共引文獻】

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本文編號：2570489