【摘 要】
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胶原蛋白作为一类天然生物大分子,具有低免疫原性、生物高相容性以及体内可降解等优点,在生物材料领域具有巨大的应用价值[1]。目前,胶原材料主要来源为动物组织提取,然而动物组织易被朊病毒污染,作为生物材料应用具有一定风险[2]。利用合成方法制备胶原生物材料可有效提高胶原蛋白的生物安全性。其中,体外合成方法分为化学合成法与基因工程法。本文分别采用化学合成法制备胶原样多肽和生物合成法表达重组人源胶原,利用
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胶原蛋白作为一类天然生物大分子,具有低免疫原性、生物高相容性以及体内可降解等优点,在生物材料领域具有巨大的应用价值[1]。目前,胶原材料主要来源为动物组织提取,然而动物组织易被朊病毒污染,作为生物材料应用具有一定风险[2]。利用合成方法制备胶原生物材料可有效提高胶原蛋白的生物安全性。其中,体外合成方法分为化学合成法与基因工程法。本文分别采用化学合成法制备胶原样多肽和生物合成法表达重组人源胶原,利用肽链之间非共价弱作用力特异性折叠,并进一步组装获得高阶胶原纳米材料。本文的主要研究分为以下三部分,分别进行详细叙述。（1）通过调节π-π作用力强度诱导胶原样杂合肽分级组装。将含有不同芳香环数量的有机小分子3,3’-二甲基-4,4’-联苯二异氰酸酯以及1,4-苯二异氰酸酯修饰在胶原样多肽（POG）6和（POG）8的氮端,形成杂合肽;利用有机小分子提供的π-π作用力促进其自组装,提高其稳定性,并研究芳香环数量对于胶原三螺旋进一步高聚组装的影响。含有两个芳香环的3,3’-二甲基-4,4’-联苯二异氰酸酯修饰在（POG）6和（POG）8的氮端形成Ad P6和Ad P8,在促进杂合肽分子折叠形成三螺旋结构的同时促进三螺旋结构交错堆叠组装,高聚形成结构规整的纳米纤维结构。（2）设计胶原-α螺旋杂合肽协同组装胶原杂合纳米材料,通过控制体系组成、调控组分浓度,探究胶原-α螺旋杂合纳米纤维组装机制。以abc胶原异三聚体为胶原三螺旋模型,K3/E3异二聚体为α卷曲螺旋模型。通过化学合成法制备a-K3和E3-c胶原样杂合肽,两条杂合肽与b链组装,构建胶原三螺旋-α卷曲螺旋正交自组装体系。在含有等摩尔浓度的a-K3和E3-c体系中梯度浓度加入b肽链,探究胶原组装模块对纳米纤维形成的影响。在可形成完整纳米纤维结构的体系中梯度浓度加入E3、K3肽链,研究α螺旋模块对纳米纤维形成的影响。（3）通过生物合成法表达重组人源胶原样蛋白。选取五条人源胶原样蛋白序列:HC3A、HC1A1108、HC1A1105A、HC1A1105B和HC1A1138C,通过计算预测这五条序列稳定性均较高。将重组质粒转入大肠杆菌（Escherichia coli）中异源表达,通过SDS-PAGE验证表达的蛋白和和酶切后的纯蛋白,最终获得HC1A1108、HC1A1105B、HC1A1138C三条具有稳定的三螺旋结构的人源胶原样蛋白。
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