Крамор Р

Получение перспективного биосовместимого и бидеградируемого материала на основе
фенилаланина методом его термоинициированной поликонденсации
Крамор Р.В., Алексеева О.В., Индейкина М. И.
Младший научный сотрудник
Институт Биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН
[email protected]
В настоящее время, когда синтетические полимерные материалы теряют свои позиции в
связи с нарастающей необходимостью сделать полимерные материалы более
экологичными, биосовместимыми и биодеградируемыми, интересы исследователей всего
мирового научного сообщества направлены на решение задач связанных с созданием
биополимерных материалов, обладающих широким спектром свойств, позволяющих их
использование во всех областях нашей жизни, в частности, в медицине. Биоразлагаемые
биополимерные материалы могут быть использованы для доставки лекарственных средств
или в качестве шовных материалов. Исследование фенилаланин-содержащих полимерных
материалов показало, что за счёт своих гидрофильных свойств их присутствие облегчает
эндоцитоз, что делает подобные полимеры эффективными для доставки лекарств.
Получение таких полимеров возможно двумя способами: органическим синтезом [1] или
синтезом на рибосомах [2], однако в настоящей работе предложен абсолютно новый метод
получения полифенилаланина и исследованы свойства конечного продукта. Данный метод
представляет собой термоинициированную поликонденсацию аминокислот в твердой фазе.
Цель работы – синтез полифенилаланина методом термоинициированной
поликонденсации.
В исследовании продуктов поликонденсации были использованы методы: ЯМР (1H и
13
C), ИК- и масс-спектроскопия (Electrospray и MALDI). Для определения температуры
поликонденсации фенилаланин был исследован методом ТГА. На основании данных ТГ
анализа были выбраны три температуры, при которых велась поликонденсация: 180ºC (1
час), 240ºC (10 мин) и 300ºC (3-5 мин). При 300ºC фенилаланин быстро декарбоксилируется
и разлагается, что было подтверждено с помощью ИК-спектроскопии. При 180ºC скорость
полимеризация очень мала. Нагревание в течение 10 мин при 240ºC оказалось
оптимальным. ИК-спектры показали отсутствие пиков, характерных для чистой
аминокислоты и наличие характерных для пептидов. На основании данных, полученных с
помощью масс-спектроскопии, показано, что в результате термической поликонденсации
фенилаланина получаются олигопептиды с длиной цепи от 18 до 26 аминокислотных
остатков. С помощью ИК-спектроскопии и ЯМР была определена вторичная структура
полученного олигопептида – 310-спираль.
Литература
1. Jialiang Xia, Lei Chen, Jie Chen, Huayu Tian, Feifan Li, Xiaojuan Zhu, Gao Li, Xuesi
Chen. Hydrophobic Polyphenylalanine-Grafted Hyperbranched Polyethylenimine and its in
vitro Gene Transfection // Macromol. Biosci. 2010, Vol. 11, Is. 2, p. 211–218.
2. Odom O.W., Picking W.D., Tsalkova T., Hardesty B. The synthesis of polyphenylalanine
on ribosomes to which erythromycin is bound. // Eur. J. Biochem. 1991, Vol. 198, Is. 3, p.
713–722.