项目名称: 弹性蛋白resilin的化学合成、力学特性及其在仿生材料领域的应用

项目编号: No.11304156

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2014

项目学科: 数理科学和化学

项目作者: 李英

作者单位: 南京信息工程大学

项目金额: 28万元

中文摘要: 弹性蛋白在生物体内决定了各个组织的力学特性,在生物体外更是一种性能优良的生物医学材料。目前用于生物材料的弹性蛋白主要依赖于基因表达的手段获得,通常生产成本高、产率较低。而通过化学方法合成仿生弹性蛋白将会是目前基因表达的手段的有益补充。本项目将采用固相合成多肽单元片段结合基于"点击化学"的端基交联方法,首次实现对一种具有优良延展性和拉伸可回复性的节肢弹性蛋白(resilin)的化学合成。我们将比较三种不同序列的resilin蛋白的力学性能的差异,探索交联基团对人工合成弹性蛋白性能的影响。我们还将发展不同的端基交联方法,丰富仿生弹性蛋白的化学合成手段。我们更要利用在弹性蛋白力学特性方面的研究特长,研究其特殊弹性行为的物理机制。最后,我们还将在模仿天然弹性蛋白的基础上,通过模块聚合的思路,合成多种弹性蛋白杂化的新型嵌段弹性蛋白,优化其力学性能,并制备出基于resilin的新型功能生物医学材料。

中文关键词: resilin化学合成;多肽水凝胶;弹性蛋白;力学性能;仿生学

英文摘要: Elastomeric protein is an important class of functional proteins in vivo, which take care of the passive elasticity of tissues and organs. They are also biomaterials of superb mechanical properties in vitro, outperforming many synthetic polymers. However, currently, most of the elastomeric proteins used as biomaterials are obtained by gene expression, which is limited by high expense and low yield. Therefore, it is desirable to develop alterative and complimentary synthetic methods. In this proposal, we plan to develop a novel approach for chemical synthesis of elastomeric proteins. We will synthesize the repeat units of elastomeric protein fragments through solid-phase peptide synthesis and crosslink these fragments using "click chemistry" based on the engineered azide and alkyne groups on the termini. We will use resilin, the elastomeric protein of high extensibility and resilience, as a model system to validate our method. We will study the relationship of sequence and mechanical properties of resilin by varying the repeat sequences in the synthetic resilin. We will also explore different ligation strategies, such as native chemistry ligation, cysteine-maleimide reaction, and sortase catalyzed ligation, for the synthesis of resilin. The pros and cons of each method will be carefully evaluated. The synthetic r

英文关键词: chemical synthesis of resilin;peptide hydrogel;elasticomeric proteins;mechanical properties;biomimetic

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