ПЕПТИДЫ CATCH-ТИПА НА ОСНОВЕ СТРУКТУРЫ ПЕПТИДА Q11: СИНТЕЗ, ОЧИСТКА, ФИБРИЛЛОГЕНЕЗ И ОЦЕНКА ПРОТЕОЛИТИЧЕСКОЙ СТАБИЛЬНОСТИ В СОСТАВЕ ГИДРОГЕЛЕЙ

Черников Н.Д.

Московский физико-технический институт

117303, г. Москва, ул. Керченская, д. 1А, к.1

Развитие тканевой биоинженерии и контролируемой доставки лекарств требует биосовместимых материалов, способных к самоорганизации. Перспективны пептиды Q11 и CATCH с чередующимися гидрофильными/гидрофобными остатками, формирующие β-складчатые фибриллы и гидрогели. В работе получены и охарактеризованы шесть пептидов: Q11K (Ac-QQKFQFQFKQQ-NH2), Q11E (Ac-QQEFQFQFEQQ-NH2), CATCH4K (Ac-KQKFQFQFKQK-NH2), CATCH4E (Ac-EQEFQFQFEQE-NH2), CATCH6K (Ac-KQKFKFKFKQK-NH2), CATCH6E (Ac-EQEFEFEFEQE-NH2). Пептиды CATCH ассоциируются попарно, что позволяет их очистку и анализ, в отличие от Q11, сразу образующего гель. Синтез проводили методом Fmoc-SPPS с использованием HBTU/HCTU и Oxyma Pure. Стерические препятствия из-за тритильной защиты глутамина затрудняли синтез; для повышения выхода применяли избыток реагентов и повторные конденсации. Очистку и контроль чистоты осуществляли методом ОФ ВЭЖХ с УФ- и МС-детектированием. Для глутамат-содержащих пептидов использовали аммонийный буфер (рН 6,0), так как при рН<3 они теряют заряд и ассоциируют. Электронная микроскопия в трансмиссионном режиме показала, что фибриллярные гидрогели (рис. 1) образуются только при смешивании комплементарных пар (Q11K/Q11E, CATCH4K/CATCH4E) и только при физиологическом рН 7,0 за счёт электростатического притяжения, гидрофобных взаимодействий и водородных связей, формирующих β-структуру. Гидрогели на основе CATCH4 проявили высокую устойчивость к химотрипсину: скорость гидролиза в геле значительно ниже, чем у свободных пептидов (что наблюдали в сохранении пиков на хроматограмме и масс-спектре, соответствующих исходному пептиду), благодаря стерической защите сайтов расщепления, ограниченной диффузии фермента и дефициту воды в гидрофобных зонах. Это подтверждает, что супрамолекулярная организация повышает биологическую стабильность пептидов, что важно для их применения в имплантируемых системах.

Рис. 1. Электронная микрофотография фибриллярных структур, образованных при смешивании растворов пептидов Q11K и Q11E (pH 7, увеличение х20000, трансмиссионный режим)