Angew. Chem.：环糊精引发N-羧酸酐聚合构建水母型立体结构的多肽聚合物

多臂型多肽是由多个从中心核心向外辐射的多肽臂组成。目前主要通过多位点引发剂来引发氨基酸-N-羧酸环内酸酐的开环聚合而合成，其合成高度依赖于多氨基大分子作为引发核心。此外，生物相容性的天然分子为多羟基基团，但是羟基的反应活性较弱，使得其在多臂型多肽的合成过程中需要复杂的活化过程和修饰步骤。因此，选择高性能的引发剂及设计高效的反应策略是多臂型多肽合成亟待解决的问题。

近日，浙江大学白宏震研究员/汤谷平教授团队以环糊精为核心，引入有机弱碱1,1,3,3-四甲基胍作为催化剂，一步法合成了引发位点可控、多肽臂数量和取向明确的“水母型”多臂多肽聚合物。

在该策略下，聚合反应在温和的条件下高效进行，在两小时内产物总聚合度就能达到70左右，转化率接近95%，且产物分子量分散性低（PDI~1.15）。通过核磁共振分析证明，所得到的多肽具有4条多肽臂，进一步的二维核磁共振分析确认了聚合反应在且只在环糊精的非常规反应位点（C₂-OH）上进行。并且当氨基酸单元上带有苯基时，由于π-π堆积效应和环糊精自身的刚性结构，产物的小角X散线散射中会出现对于聚合物来说罕见的晶区散射环。这表明所获得的多臂型多肽具有以环糊精为“头”、四条同取向的多肽链为“触须”的形似水母的独特结构。

获得的水母型多臂多肽在水相中具有出色的自组装性能，能够形成均匀的球形纳米粒子。随着次级组装的进行，作者观察到独特的“豆荚型”微米级组装体粒子。由于构建组件均为生物相容分子，这些水母型多臂多肽具有出色的生物可降解性和生物安全性。同时，独特的空间拓扑和组装行为使水母型多臂多肽在药物包载、控制释放方面表现出优异性能，进一步促进了其在生物医学领域的应用。

论文信息

Cyclodextrin-Initiated N-Carboxyanhydride Polymerization for the Design of Stereostructural Dobby Polypeptides with Jellyfish-Type Architecture

Guoqiao Xu, Prof. Guping Tang, Dr. Hongzhen Bai

文章的第一作者为浙江大学化学系的研究生徐国桥。

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202501058