多肽納米纖維是一類極具前景的納米材料，在組織工程、生物傳感器、藥物傳遞等多個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。目前，依據(jù)形成路徑，已報(bào)道的多肽納米纖維主要分為兩類：通過多肽非共價(jià)自組裝形成的序列可控但穩(wěn)定性差且難以后修飾的自組裝多肽納米纖維，以及通過開環(huán)聚合反應(yīng)得到的可后修飾但序列單一或不可控的聚氨基酸納米纖維。由序列已知的多肽經(jīng)頭尾共價(jià)偶聯(lián)聚合得到的納米纖維，即串聯(lián)肽納米纖維（SCPNs），有望同時(shí)具備自組裝多肽納米纖維和聚氨基酸納米纖維的優(yōu)點(diǎn)，如高穩(wěn)定性、序列可控、可后修飾等，但目前鮮有相關(guān)報(bào)道。一個(gè)可能的挑戰(zhàn)是多肽分子的高度柔性使得其在聚合過程中更傾向于形成環(huán)化產(chǎn)物而非線性納米纖維。
圖1 串聯(lián)肽納米纖維的定義、模板輔助合成以及后修飾性能的示意圖 近日，四川大學(xué)吳冬冬/王科鋒研究團(tuán)隊(duì)以前期工作中使用剛性多肽聚合單元作為構(gòu)建模塊來合成線性聚合物為啟發(fā)，采用pH響應(yīng)性的E3/K3異源二聚體剛性卷曲螺旋作為構(gòu)建單元，通過E3多肽作為模板控制K3多肽的剛性，有效避免了高柔性K3肽在自聚合過程中的環(huán)化反應(yīng)（圖2），成功實(shí)現(xiàn)了K3肽的線性自聚合，之后通過pH變化誘導(dǎo)的模板移除最終得到了基于K3肽的串聯(lián)肽納米纖維（圖2）。 圖2 高柔性K3肽自聚合生成環(huán)化產(chǎn)物的表征、示意圖以及分子動(dòng)力學(xué)模擬計(jì)算 圖3 模板輔助合成線性串聯(lián)肽納米纖維的示意圖及表征 串聯(lián)肽納米纖維的高穩(wěn)定性和序列可控性使其成為制備多種先進(jìn)功能材料的理想“母材料”。通過簡(jiǎn)單的后修飾或處理，如熒光分子標(biāo)記、納米纖維間的交聯(lián)等，可以輕松地獲得包括熒光納米纖維、自交聯(lián)水凝膠、光固化水凝膠、可注射動(dòng)態(tài)水凝膠在內(nèi)的多種功能材料。 圖4 串聯(lián)肽納米纖維后修飾/后交聯(lián)的示意圖及表征 總之，這項(xiàng)研究通過模板輔助的多肽單元柔性向剛性的轉(zhuǎn)變來避免高柔性多肽在自聚合過程中的環(huán)化效應(yīng)，制備了一類新的線性多肽納米纖維，即串聯(lián)肽納米纖維。由于多肽豐富多樣的生物活性，具有眾多固有優(yōu)異性能的串聯(lián)肽納米纖維有望用于需求定制的高性能肽納米纖維的制造以及進(jìn)一步的多功能納米纖維基功能材料的合成。 論文信息 Template-assisted Flexible-to-rigid Transition of Peptides in Head-to-tail Self-polymerization Enables Sequence-controllable and Post-modifiable Peptide Nanofibers Tianzi Chen, Yin Liu, Zhanshan Gao, Yue Gao, Haijin Chen, Haonan Ye, Qiuhao Luo, Prof. Kefeng Wang, Prof. Dongdong Wu Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202415809 
