国产精品igao视频网网址不卡日韩,亚洲综合在线电影,亚洲婷婷丁香,黄色在线网站噜噜噜

  蛋白質作為生命系統中的關鍵分子，其折疊過程涉及多種二級結構的形成，包括α螺旋、β折疊和β轉角等。這些構象與眾多生命活動以及某些疾病的發病機制密切相關。受天然蛋白質結構的啟發，近年來科學家們開發了多種策略以調控合成多肽的構象和功能。然而，蛋白質結構的高度復雜性使得對其構象的理解和模擬面臨挑戰。目前，合成多肽的構象研究主要集中在β折疊、α螺旋和無規線團上，而約占折疊蛋白質和肽殘基總數25%的β轉角構象卻在很大程度上被忽視。β轉角在穩定三級結構、啟動蛋白質折疊以及介導分子識別中發揮著關鍵作用，但由于這種構象通常需要強大的側鏈-側鏈相互作用來穩定，目前在合成聚氨基酸中的研究尚未見報道。另一方面，由于缺乏有效的可視化方法，人們對構象轉變及其對大分子多級自組裝行為和功能的影響的理解仍十分有限。盡管已有研究嘗試通過熒光技術來可視化蛋白質在功能活動中的構象轉變過程，但這些方法通常需要對特定氨基酸進行精確修飾或將復雜的熒光共振能量轉移（FRET）探針對嵌入蛋白質中，難以直接拓展到合成聚合物的研究中。迄今為止，設計能夠可視化構象和功能變化的合成高分子仍然是一個亟待解決的重大挑戰。

圖1 具有可視化構象轉變和顏色報告型藥物遞送功能的發光聚合物囊泡示意圖

  近日，四川大學高分子科學與工程學院丁明明教授團隊開發了一種基于四苯乙烯（TPE）修飾的聚L-半胱氨酸體系，該體系具有多模態光可追蹤的二級結構以及顏色報告型藥物遞送行為。這一研究首次在合成高分子中報道了從β折疊到β轉角的構象轉變。在該體系中，聚合物中硫醚鍵的氧化增強了極性并觸發構象轉變。氧化后，TPE分子之間的CH···π相互作用不僅穩定了β轉角構象，還因分子堆積方式的改變而產生手性，增強了熒光發射，進而誘導了圓偏振發光（CPL）。這些現象使得該體系能夠通過熒光和CPL的變化實時監測聚合物鏈的構象轉變過程。此外，這種發光聚合物組裝體表現出活性氧（ROS）響應的藥物釋放行為，并可通過多色變化對釋藥過程進行實時報告（圖1）。

  首先，研究團隊通過N-羧酸酐（NCA）的成環及開環聚合反應，成功合成了嵌段共聚物PEG-PCys-TPE（以下簡稱PPT）。這種共聚物具有兩親性，能夠在水環境中自組裝形成聚合物囊泡（圖2）。研究結果顯示，PPT囊泡在氧化后（PPT-O）熒光顯著增強（圖2），這一現象表明TPE側鏈的堆疊排列可能發生了變化。然而，通過對羅丹明6G包載實驗、動態光散射（DLS）、靜態光散射（SLS）、透射電鏡（TEM）和激光共聚焦顯微鏡（CLSM）等實驗手段的綜合分析（圖2），研究團隊發現形貌變化并非導致熒光增強的原因。

圖2 （A）PPT和PPT-O的結構式。（B）PPT（a, c）和PPT-O（b, d）在氯仿中（c, d）和組裝體（a, b）狀態下的熒光發射光譜（激發波長λ_ex = 318 nm）。（C）PPT（上）和PPT-O（下）組裝體的CLSM圖像（左）、TEM圖像（中）和DPD模擬中的典型橫截面視圖（右）。（D）PPT和PPT-O自組裝溶液的光散射數據：（實線）多角度SLS的典型Berry圖；（虛線）不同入射角下的流體動力學直徑相關函數。（E）PPT組裝體在不同氧化時間下的CD譜圖。（F）PPT組裝體在不同氧化時間下的FTIR譜圖。（G）PPT和PPT-O組裝體的CPL譜圖。

  圓二色光譜（CD）和傅里葉變換紅外光譜（FTIR）分析結果證實了聚合物從β折疊構象轉變為β轉角構象。這種構象轉變歸因于硫醚基團的氧化，該過程破壞了側鏈的疏水堆積（圖2）。此外，氧化后的聚合物側鏈之間出現了顯著的CH···π相互作用。這種相互作用不僅穩定了β轉角構象，還誘導了手性以及圓偏振發光的產生（圖2）。分子模擬的結果進一步證實了這種氧化誘導的構象轉變及其伴隨一系列發光現象變化的分子機制（圖3）。

圖3 （A, B） PPT-O組裝體在三氟乙酸（TFA）處理前后的CPL譜圖（A）和發光不對稱因子（g_lum）曲線（B）。（C）PPT在不同氧化時間下的熒光變化率的歸一化值以及1636 cm^-1與1668 cm^-1紅外吸收峰強度比值（A₁₆₃₆/A₁₆₆₈）。（D-I）通過DFT計算得到的PPT和PPT-O的二級結構（D, F）、主鏈的二面角（E, G）以及在相對較近距離處測量的C-H···π相互作用（H, I）。紅色虛線表示氫鍵。

圖4 （A）365 nm紫外光（上圖）和白光（下圖）照射下，用10% H₂O₂和5%乙酸處理的NR@PPT的藥物釋放過程圖像。（B）NR釋放過程中NR@PPT體系的熒光發射顏色的國際照明委員會（CIE）坐標圖及其線性擬合。（C, D）氧化（C）和未氧化（D）NR@PPT的熒光光譜。（E）氧化和未氧化NR@PPT的FRET效率變化率。（F）顏色報告型藥物釋放過程示意圖。

  為了探究氧化介導的構象轉變是否能夠觸發藥物釋放，作者將尼羅紅（NR）作為疏水性藥物模型負載于聚合物囊泡中。實驗結果顯示，載藥體系在氧化條件下表現出高效的響應性釋放行為。在釋藥過程中，體系呈現出從紅色到藍色的顯著熒光變化，且熒光色坐標軸x與釋藥率之間存在很強的線性關系，具體表現為RR（%）= -321.41x + 156.46（R² = 0.99）。這一結果表明，該載體可以作為一種藥物釋放比色卡，實時反映體系的藥物釋放狀態（圖4）。

圖5（A）氧化條件下與NR@PPT培養不同時間的MCF-7細胞的CLSM圖像。（B）不同通道細胞內熒光強度的半定量分析。（C, D）給藥后不同時間點的荷瘤小鼠（C）和24小時后的離體組織（D）成像結果。a、b、c分別表示游離DOX、DOX@PPT-O和DOX@PPT。（E）不同處理組小鼠的腫瘤體積變化。（F）腫瘤組織的代表性H&E染色、Ki67和TUNEL免疫熒光染色結果。a、b、c、d分別表示生理鹽水、游離DOX、DOX@PPT-O和DOX@PPT。（G）治療18天后的小鼠體內收集的腫瘤組織的CLSM圖像。a、b分別表示DOX@PPT-O和DOX@PPT。

  為了探究PPT作為藥物遞送載體的潛力，作者在模擬腫瘤微環境的條件下對其響應性行為進行了評估。研究發現，自組裝體在該條件下仍然能夠發生從β折疊到β轉角的構象轉變，并伴隨著持續的藥物釋放行為。基于此，作者進一步研究了載藥體系的生物學性能，發現載藥體系在氧化條件下展現出高效的胞內藥物遞送能力和顯著的體內外抗腫瘤效果。此外，未載藥的載體本身具有良好的生物相容性（圖5）。該研究不僅為深入理解蛋白質的多級結構及其功能提供了新的見解，還為高分子構象的調控開辟了新的方法。此外，該研究為設計智能仿生材料提供了創新的策略和思路。

  該工作以“Visual β-Sheet-to-β-Turn Transition in Luminescent Polymeric Vesicles for Color-Reporting Drug Delivery”為題發表于Angew. Chem. Int. Ed. (Doi: 10.1002/anie.202503875)。四川大學高分子科學與工程學院博士研究生李子芬和副研究員劉洋為論文第一作者，丁明明教授為論文通訊作者。該研究工作得到了國家自然科學基金委、四川省科技廳和高分子材料工程國家重點實驗室項目資助。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1002/anie.202503875