基于框架诱导策略的磷脂分子组装研究

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精确控制脂质体尺寸对充分发挥其功能有着重要影响。框架诱导组装策略为制备尺寸精确的脂质体提供了一个全新的方法,它通过精确定位疏水定位基团形成三维非连续的“框架”,诱导目标两亲分子形成特定形状、尺寸的囊泡结构。疏水定位基团的结构和疏水性等性质会显著影响其与两亲分子的相互作用从而决定框架诱导效果,然而,磷脂诱导组装的疏水定位基团性质要求尚不明确。本论文设计了一系列疏水定位基团,定性、定量阐明了疏水定位基团性质与磷脂框诱导效果之间的规律,为磷脂的框架诱导奠定了理论基础。 首先,我们借鉴天然细胞膜组成,以胆固醇、磷脂等生物分子作为疏水定位基团对磷脂分子进行框架诱导。尽管胆固醇、磷脂与磷脂分子具有天然的相互作用,研究发现动力学过程也是磷脂诱导组装的重要影响因素。与超声相比,透析能够促进胆固醇、磷脂对磷脂分子的诱导组装,并且磷脂与胆固醇相比对磷脂分子的诱导效果更好。 其次,我们以构象p H可调的跨膜多肽(mp HLIP)进一步研究了疏水定位基团构象对磷脂框架诱导组装效果的影响。研究发现当p H<5.9时,mp HLIP跨膜多肽由无规构象转变为α-螺旋构象,其与磷脂的亲和性提升;结合透析诱导方法,mp HLIP多肽框架可以高效地诱导磷脂分子组装形成单分散的、尺寸精确的异质脂质体。 最后,本论文通过理性设计,成功构筑了一系列具有精确疏水性的多肽并将其作为疏水定位基团,定量探究了疏水性对磷脂框架诱导效果的影响。研究发现多肽平均疏水性(H)、平均疏水距(μH)越低,对磷脂的诱导效果越好。通过分析多肽疏水性和诱导效果之间的关系,我们揭示出了多肽定位基团诱导磷脂的最佳疏水性区间:0.94>H>0.79;0.12>μH>0.06,为诱导磷脂提供了一个定量分析依据。我们成功在生理p H下制备出了单分散的异质脂质体,证明了多肽框架能够增强脂质体在生理条件下的稳定性,并利用其实现了对抗癌药物DOX的负载和递送。 综上所述,我们系统的研究表明,与胆固醇和磷脂相比,跨膜α-螺旋多肽是更好的诱导磷脂分子组装的定位疏水基团;同时,我们也定量地揭示了诱导磷脂的多肽定位基团的最佳疏水性区间,为磷脂框架诱导体系在药物递送、生物诊断和仿生系统等方面的广阔应用打下了理论基础。
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