[發明專利]聚多肽-DNA水凝膠及其制備方法

有效

• 申請號: 201410101230.7
• 申請日: 2014-03-18
• 公開（公告）號: CN103910893A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 劉冬生;李志波;李闖;陳平;楊忠強;金娟;邢永政
• 申請（專利權）人: 清華大學;中國科學院化學研究所
• 主分類號: C08J3/24
• 分類號: C08J3/24;C08J3/075;C12N5/071
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 李志東

技術領域

本發明屬于生物醫學領域，具體地涉及聚多肽-DNA水凝膠及其制備方法。

背景技術

水凝膠是一類含有親水基團，能被水溶脹并保持其完整三維網絡結構的聚合物。它在水中能夠吸收大量的水分顯著溶脹，并在顯著溶脹之后能夠繼續保持其原有結構而不被溶解，它能夠感知外界刺激的微小變化，如溫度、pH值、離子強度、電場、磁場等，并能夠對外界刺激產生響應。由于水凝膠的結構與為細胞提供生物環境的細胞外基質十分相似，因而，水凝膠在生物醫學領域有廣泛的應用前景。然而，制備具有良好的生物相容性和合適的機械強度的水凝膠，仍是組織工程領域的一大挑戰。

因而，目前關于水凝膠的研究仍有待深入。

發明內容

本發明旨在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種生物相容性良好，可調節機械強度，且具有多重響應性的聚多肽-DNA水凝膠。

在本發明的一個方面，本發明提供了一種聚多肽-DNA水凝膠。根據本發明的實施例，該聚多肽-DNA水凝膠包括：多肽，所述多肽上共價結合有單鏈DNA分子；雙鏈DNA分子，其中，所述雙鏈DNA分子具有兩個粘性末端，其中，所述粘性末端與所述單鏈DNA分子互補，所述多肽通過所述雙鏈DNA分子的粘性末端和所述單鏈DNA分子的互補形成交聯結構。發明人發現，本發明的聚多肽-DNA水凝膠生物相容性良好，機械強度可調節，且具有多重響應性，能夠有效用于細胞培養、藥物釋放等生物醫學領域。

根據本發明的實施例，上述聚多肽-DNA水凝膠還具有以下附加技術特征：

根據本發明的實施例，所述雙鏈DNA分子的兩個粘性末端具有相同的核苷酸序列。

根據本發明的實施例，所述雙鏈DNA分子的兩個粘性末端的長度與所述單鏈DNA分子的長度相同。

根據本發明的實施例，所述雙鏈DNA分子的兩個粘性末端的長度分別獨立地為8～12nt。由此，有利于聚多肽-DNA水凝膠的形成，且形成的聚多肽-DNA水凝膠的機械強度良好，另外，通過調節雙鏈DNA分子的兩個粘性末端的長度，能夠形成具有不同機械強度的聚多肽-DNA水凝膠。

根據本發明的實施例，所述多肽具有如SEQ?ID?NO：12所示的氨基酸序列。

根據本發明的實施例，所述單鏈DNA分子具有如SEQ?ID?NO：1所示的核苷酸序列。

根據本發明的實施例，所述雙鏈DNA分子具有第一鏈和第二鏈，其中，所述第一鏈和所述第二鏈滿足下列條件之一：所述第一鏈具有SEQ?ID?NO：2所示的序列，所述第二鏈具有SEQ?ID?NO：3所示的序列；所述第一鏈具有SEQ?ID?NO：4所示的序列，所述第二鏈具有SEQ?ID?NO：5所示的序列；所述第一鏈具有SEQ?ID?NO：6所示的序列，所述第二鏈具有SEQ?ID?NO：7所示的序列；所述第一鏈具有SEQ?ID?NO：8所示的序列，所述第二鏈具有SEQ?ID?NO：9所示的序列；所述第一鏈具有SEQ?ID?NO：10所示的序列，所述第二鏈具有SEQ?ID?NO：11所示的序列。

根據本發明的實施例，每個所述多肽上結合有多個單鏈DNA分子。由此，有利于提高聚多肽-DNA水凝膠的穩定性和機械強度。

根據本發明的實施例，每個所述多肽上結合有至少4個所述單鏈DNA分子。由此，聚多肽-DNA水凝膠的穩定性和機械強度較好。

根據本發明的實施例，所述雙鏈DNA分子與所述單鏈DNA分子的摩爾比為0.6～1.2：1。由此，聚多肽-DNA水凝膠的機械強度較好。

根據本發明的實施例，所述多肽與所述單鏈DNA分子形成具有下列化學式所示的結構：

其中，ssDNA表示所述單鏈DNA分子，*表示天然手性氨基酸。

在本發明的另一方面，本發明提供了一種制備前面所述聚多肽-DNA水凝膠的方法。根據本發明的實施例，該方法包括：提供多肽和雙鏈DNA分子，其中，所述多肽上共價結合有至少一個單鏈DNA分子，所述雙鏈DNA分子具有兩個粘性末端，并且所述粘性末端與所述單鏈DNA分子互補；以及將所述多肽與所述雙鏈DNA分子混合。發明人發現，利用本發明的該方法，能夠快速有效地制備前面所述的聚多肽-DNA水凝膠，且方法簡單，操作容易。