Este protocolo apresenta três métodos de preparação rápidos e simples que utilizam condições ambientais para desencadear a automontagem de peptídeos em hidrogéis. Além disso, a caracterização de hidrogéis peptídicos é descrita, demonstrando que hidrogéis peptídicos mecanicamente estáveis podem ser formados sob essas condições diretas.
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Artigo de método
Preparação de hidrogéis de peptídeos automontados mecanicamente estáveis
Neste artigo
Resumo
Resumo
Os hidrogéis peptídicos são géis de rede tridimensionais altamente hidrofílicos formados pela automontagem de nanofibras ou polímeros, criando redes de bloqueio de água. Sua morfologia se assemelha muito à da matriz extracelular, permitindo que eles exibam as funções biológicas dos peptídeos e as propriedades de gelificação responsivas. Essas características únicas levaram à sua ampla aplicação em engenharia de tecidos, cultura de células tridimensionais, terapia do câncer, medicina regenerativa e outros campos biomédicos. Este artigo descreve três métodos para preparar hidrogéis peptídicos ECF-5 usando peptídeos automontáveis com processos de gelificação ambientalmente responsivos: (1) gelificação responsiva ao pH: níveis variados de pH induzem a protonação ou desprotonação de resíduos de aminoácidos, alterando as interações eletrostáticas entre moléculas peptídicas e promovendo sua automontagem em hidrogéis; (2) Adição de íons metálicos: íons metálicos polivalentes quelatam com resíduos de aminoácidos carregados negativamente, atuando como pontes entre peptídeos para formar um hidrogel em rede; (3) Troca de solventes: peptídeos hidrofóbicos são inicialmente dissolvidos em solventes orgânicos apolares e, posteriormente, induzem a automontagem em hidrogéis após a transição para um ambiente aquoso polar. Esses métodos utilizam procedimentos experimentais convencionais para facilitar a automontagem do peptídeo em hidrogéis. Ao projetar sequências de peptídeos para se alinharem com condições específicas de indução de gelificação, é possível obter micro/nanoestruturas e funções biológicas finamente ajustadas, destacando o potencial significativo dos hidrogéis peptídicos no domínio biomédico.
Introdução
Através do desenho de sequências peptídicas, interações não covalentes entre peptídeos induzem a automontagem, levando à formação de estruturas micro e nanométricas ordenadas, incluindo nanotubos, nanofitas, nanofibras e estruturas esféricas1. Quando automontadas em fibras/fitas micro e nanométricas, essas estruturas exibem macroscopicamente propriedades de hidrogel. Os hidrogéis de automontagem de peptídeos diferem dos hidrogéis poliméricos porque se automontam por meio de interações não covalentes, sua forma de gel é reversível e respondem prontamente a condições específicas para a transição entre as fases
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Protocolo
Os detalhes dos plasmídeos, reagentes e equipamentos usados neste estudo estão listados na Tabela de Materiais.
1. Método de resposta de pH
- Adicione 5 mg de peptídeos ECF-5 a 400 μL de água deionizada. Sonicar a 40 kHz durante 30 min e misturar bem.
- Adicione 40 μL de hidróxido de sódio (1 M, filtrado através de um filtro de 0,22 μm) à solução peptídica. Vortex e misture bem. Continue a sonicação por 15 min até que a solução esteja completamente esclarecida.
- Adicione 60 μL de ácido clorídrico. Rapidamente vórtice e garanta uma mistura completa. ....
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Resultados
Os três métodos descritos neste artigo para preparar hidrogéis peptídicos permitem uma produção rápida, acessível e direta. A função do hidrogel está relacionada à sua sequência peptídica. Aqui, o peptídeo ECF-5 é usado como um exemplo representativo para demonstrar suas características físicas, incluindo morfologia microscópica e propriedades mecânicas.
Conforme mostrado na Figura 1A e na Figura Suplementar 1, o peptídeo ECF-5 contém uma sequênci.......
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Discussão
Nas últimas décadas, após a descoberta de sequências de peptídeos de automontagem derivadas de proteínas amilóides, vários peptídeos de automontagem foram projetados com base em suas propriedades, demonstrando um potencial significativo para aplicações em biomedicina e ciência de materiais19. Os hidrogéis peptídicos exibiram capacidades únicas de biofuncionalização em cultura de tecidos, administração de medicamentos e tratamento de tumores20
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Divulgações
Os autores não têm conflitos de interesse a divulgar.
Agradecimentos
Este estudo foi apoiado pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China (Nos. 11674344 e 22201026) e pelo Key Research Program of Frontier Sciences, CAS (Grant No. QYZDJ-SSW-SLH019).
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| 3-Aminopropil) trietoxissilano | Aladdin | A107147 | / |
| Microscopia de Força Atômica | Bruker | Multimode Nanoscope VIII | / |
| CaCl < sub > 2 < / sub > | Aladdin | C290953 | |
| / Difenilalanina (FF) | personalizável | peptídeo chinês | > 95% |
| DMSO | Sigma-aldrich | 34869 | / |
| Peptídeos ECF-5 | Sequência de peptídeos chineses | : Pureza ECAFF | > 95% |
| Ácido clorídrico | Aladdin | H399657 | / |
| Mica | Sigma-aldrich | AFM-71856-02 | / |
| Fosfato Tampolado | Salino Aladdin | P492453 | / |
| Reômetro | Anton Paar GmbH | MCR302 | / |
| Cantilevers | MikroMasch | XSC11 | / |
| Cloreto de Sódio | Aladdin | C111549 | / |
| Hidróxido de Sódio | Aladdin | S140903 | / |
| Cloridrato de TRIS | Aladdin | T431531 | / |
Referências
- Whitesides, G. M., Mathias, J. P., Seto, C. T. Molecular self-assembly and nanochemistry: a chemical strategy for the synthesis of nanostructures. Science. 254 (5036), 1312-1319 (1991).
- Matson, J. B., Zha, R. H., Stupp, S. I. Peptide sel....
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Reimpressões e permissões
