日本东京农业科技大学（TUAT）的科学家主要领导的一项合作开发了一种分子设计的新方法，可以控制温度可逆性和凝胶形成肽纳米纤维的硬度。肽纳米纤维水凝胶可用作生物医学材料。这种方法将使肽纳米纤维具有更多的生物医学适用性。
研究人员于7月8日在《化学-欧洲期刊》上发表了他们的研究结果。
通常，某些肽形成纳米纤维水凝胶。这些肽是在所有活生物体中发现的天然氨基酸的短链。由于它们是生物友好的，因此已广泛用于医学中，例如组织恢复材料，再生医学材料，细胞外基质，细胞培养材料和药物输送容器。
“对于某些纳米纤维肽的医学应用，我们需要开发一种技术来控制凝胶（固体）和溶胶（液体）之间的刚度（机械强度）和温度响应变化，”该论文的通讯作者Takahiro Muraoka博士说。也是TUAT工程学院应用化学系的副教授。 “但是，很难同时改善这两个功能。例如，当通过将简单的氨基酸丙氨酸替换为疏水性更高的氨基酸苯丙氨酸来提高肽纳米纤维的刚度时，已知温度响应经常迷路。”
在他们的实验中，他们发现被认为可以制成较软凝胶的氨基酸替代物意外地形成了较硬的凝胶。他们使用了5套具有16个氨基酸的不同肽。有趣的是，一种特定的肽没有失去温度响应。肽（溶液中浓度为1％）在20°C（68°F）下形成凝胶（固体），当温度升至80°C（178°F）时，凝胶变成溶胶（液体）。当温度从80℃降低到20℃时，再次形成凝胶。 Muraoka说：“这种温度可逆特性适用于通过局部注射进行药物输送。”
他们将肽中间的丙氨酸替换为最简单的氨基酸甘氨酸。甘氨酸替代品通常会使凝胶更软。他们使用常规分析仪器（例如CD，IR和TEM显微镜）精确地了解凝胶的形成方式。他们还使用了一种称为分子动力学模拟的计算方法。 Muraoka说：“基于我们的结果，我们现在能够通过计算机仿真更好地设计多肽。”
此外，该肽纳米纤维是细胞粘附剂，其适合用作细胞培养和组织再生的生物材料。 Muraoka补充说：“这项研究将为设计更具生物医学应用的肽纳米纤维开辟新途径。”
——文章发布于2019年9月27日
