[发明专利]一种自组装肽及其作为DNA凝聚试剂的应用

说明书

本发明公开了一种可以诱导DNA有效凝聚的自组装肽分子，所述的多肽具有如下结构：（Ile）_x‑（Val）_y‑（Ala）_z‑（Gly）_u‑（Lys）_v。本发明的多肽具有良好的自组装能力，且其在200μM浓度以下对动物细胞不具有毒性。溶液中，当该多肽分子所带正电荷数量与DNA分子所带负电荷数量的比值在2.5以上时，该多肽分子可以诱导DNA分子的有效凝聚。

技术领域

本发明属于自组装多肽领域，具体涉及一种阳离子型的两亲性自组装短肽及其作为高效DNA凝聚试剂的应用。

背景技术

基因治疗是近年来发展非常迅速的先进治疗方法，是将有治疗作用的基因通过合适的载体导入人体靶细胞以发挥治疗疾病目的的生物医学技术。基因载体包括病毒类载体和非病毒载体，其中病毒类载体有很大的安全隐患，会引起并发症甚至导致患者死亡。目前，非病毒载体因其安全、有效、无免疫原性等优点已成为病毒类载体最有希望的替代者。

一个分子要成为非病毒基因载体，首要前提是它是一种高效的DNA凝聚试剂。众所周知，裸露的DNA一般以伸展构象存在，体积较大，并且DNA分子本身带有负电荷，会与细胞膜外层的阴离子产生静电排斥，因此，DNA分子难以独立地穿透细胞膜进入细胞内部。而DNA凝聚试剂可以诱导伸展状态的DNA分子进行高度压缩，凝聚为体积较小的颗粒，从而使DNA分子易于通过内吞或胞饮作用进入细胞内。目前研究较多的DNA凝聚试剂多为高分子阳离子聚合物，如聚乙烯亚胺（Polyethylenimine）等，它们富含阳离子，能够较强结合DNA并引起DNA分子的缩聚形成颗粒。然而，阳离子聚合物作为DNA凝聚试剂用作基因载体仍存在两个突出问题：第一，在生理条件下阳离子聚合物易于与DNA发生解离，而裸DNA分子容易被核酸酶降解、传输过程中又易被网状内皮系统吞噬而清除；第二，高分子量和较高浓度的阳离子聚合物虽然具有较理想的转染效率，但由于其富含正电荷且在体内不可降解，有较强的细胞毒性。因此，研发具有较强DNA结合能力且生理条件下对DNA分子具有保护作用、体内可降解的低毒高效的DNA凝聚试剂有望为非病毒基因载体提供新的选择。

肽分子由氨基酸残基组成，具有生物相容性高、毒性低、体内可降解等优点，而且短肽分子的可设计性强，如能设计合适的短肽分子，在其中引入较多正电荷使其具有强的DNA结合能力，进一步赋予分子较强的组装聚集能力使其可以有效地凝聚DNA分子成为尺寸较小的颗粒，将有望成为优良的基因载体。

发明内容

本发明提供了一种可以诱导DNA分子有效凝聚的自组装肽，为了实现本发明的目的，拟采用如下技术方案：

本发明一方面涉及一种多肽，其特征在于所述的多肽具有如下结构

（Ile）_x-（Val）_y-（Ala）_z-（Gly）_u-（Lys）_v

其中，Ile为异亮氨酸，Val为缬氨酸，Ala为丙氨酸，Gly为甘氨酸，Lys为赖氨酸，

x、y、z、u和v独立地为1-5之间的整数，优选的，所述的x、y、z、u和v独立地为2-3之间的整数。

在本发明的一个优选实施方式中，所述的多肽

分子结构为：Ile-Ile-Ile-Val-Val-Val-Ala-Ala-Ala-Gly-Gly-Gly-Lys-Lys-Lys，分子结构式为：

在本发明的多肽分子中，从N端到C端，该多肽分子含有重复单元的疏水氨基酸残基Ile、Val、Ala和Gly，其侧链疏水基团体积依次减小，分子C端为3个重复单元的Lys氨基酸残基，提供正电荷。