宁波大学孙运祥副教授团队和Clemson大学丁锋教授 Small：鱿鱼环齿（Suckerin）嵌段多肽共聚物的自组装机制

2022-07-30 来源：高分子科技

鱿鱼环齿（Suckerin）聚合物自组装材料所展现出的优异的热塑性、敏感的pH 响应性、良好的生物降解性和生物相容性，使其在药物输运、3D打印、人造组织等领域具有广泛的应用前景。Suckerin是由两种不同氨基酸序列模块交替排列形成的嵌段多肽共聚物：富含丙氨酸和组氨酸的M1模块和富含甘氨酸和酪氨酸的M2模块。揭示Suckerin的自组装机制，不仅有助于推动Suckerin嵌段多肽共聚物组装材料在纳米科技和生物医学中的应用，也会对未来新型仿生多肽纳米智能材料设计提供理论指导。

图1 M1模块、M2模块、M1-M2-M1 和 M2-M1-M2 嵌段多肽在 300K 和 275K 温度下的自组装结构。

图2 M1模块、M2模块在275K的组装体构象分析。

近期，宁波大学物理科学与技术学院孙运祥副教授与美国Clemson大学丁锋教授利用快速离散分子动力学模拟方法，探究了Suckerin嵌段多肽的聚集动力学过程和相行为，揭示了Suckerin嵌段多肽共聚物的自组装分子机制。该研究发现：M1多肽模块β-sheet结构倾向性强但热稳定性差；M2多肽模块聚集倾向性强但结构有序度差；M1和M2聚集倾向的差异性使得Suckerin嵌段多肽产生“微相分离”组装复合结构体，聚集倾向性更强的M2模块会塌缩成柔软的“分子胶”，M1则被限制在M2分子胶簇的周围以β-sheet形式存在。富含甘氨酸和酪氨酸的多肽模块不仅存在于Suckerin嵌段多肽共聚物中，也在蜘蛛丝、蚕丝、贻贝足丝等嵌段多肽共聚物有广泛分布。该研究表明：富含甘氨酸和酪氨酸的多肽模块除了起到链接、间隔的作用之外，还能通过“微相分离”形成“分子胶”驱动嵌段多肽共聚物的自组装；Suckerin嵌段多肽共聚物的自组装分子机理的揭示，也有助于推动Suckerin嵌段多肽共聚物的广泛应用和新型仿生多肽纳米智能材料设计。

图3 M1-M2-M1嵌段多肽共聚物在275K的组装结构体构象分析

以上成果以“Molecular Insights into the Self-Assembly of Block Copolymer Suckerin Polypeptides into Nanoconfined β-Sheets”为题发表在Small上。论文的第一作者为宁波大学物理科学与技术学院2020级在读硕士生刘钰莹。该研究得到国家自然科学基金（No. 11904189）的支持。

原文链接：https://doi.org/10.1002/smll.202202642

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（责任编辑：xu）

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