肽的自组装是制造先进材料的关键方向。微调肽自组装的宏观和微观特性的新方法对构建具有所需特性的生物材料有很高的需求。在这项工作中， 在使用硫磺素 T (ThT) 染料研究 Fmoc-二苯丙氨酸 (Fmoc-FF) 二肽自组装的动力学时， 团队 观察到 ThT 的存在极大地改变了 Fmoc-FF 水凝胶的结构和机械性能 。
示意图 1. 根据两步成核模型，伴随 Fmoc-FF 原纤化的过程示意图。 从过饱和溶液中的肽形成亚稳态粒子，粒子内组件的成核和生长发生在通过浊度跟踪的水凝胶动力学的滞后阶段。纤维向溶液中的延伸和球体到纤维的转变对应于生长阶段和浊度的突然降低。ThT 的存在导致延迟期的延长和生长速率的降低，这是由纤维状组件内肽之间的堆积相互作用的破坏引起的。
值得注意的是，ThT 的存在导致凝胶时间增加了十倍，并在水凝胶中形成了短而密的纤维。这些形态改变的结果是更高的热稳定性，最重要的是，实现了水凝胶刚度的十倍增加。因此，ThT 不仅减慢了 Fmoc-FF 水凝胶形成的动力学，而且还大大增强了其机械性能。在这项研究中， 科研人员 详细描述了 ThT 对水凝胶性质的影响，并提出了这种现象的机制，为控制肽水凝胶的微观和宏观性质的新方法铺平了道路。
图 1. A) 在不同 ThT 浓度下测量的 Fmoc-FF 系统的浊度时间进程 。 B) 在不同肽浓度下测量的 Fmoc-FF 系统浊度的时间过程 。 C) 归一化浊度动力学拐点的依赖性和 ThT 浓度的增长率。D) 水凝 胶化过程中平均 ThT 荧光寿命的时间过程。E) 在不同 ThT 浓度下测量的水凝胶化过程中归一化浊度和平均荧光寿命动力学的比较 。
图 3. 在存在 A) CThT = 3 µ M 和 B) CThT = 40 µ M ThT 的情况下，Fmoc-FF 肽在不同水凝胶阶段（如上所示）的代表性 FLIM 图像。C) Fmoc-FF+ThT 系统中平均 ThT 荧光寿命对凝胶时间的依赖性。D) 在存在 3 µ M ( 黑色 ) 和 40 µ M (红色) ThT 的情况下, 在不同凝胶时间下获得的 Fmoc-FF 球形结构的粒度分布。
相关论文以题为 Mechanical Enhancement and Kinetics Regulation of Fmoc- Diphenylalanine Hydrogels by Thioflavin T 发表在 《Angewandte Chemie International Edition 》 上。 通讯作者是M.V.罗蒙诺索夫莫斯科国立大学 Tatiana Tikhonova教授 。
参考文献：
doi.org/10.1002/anie.202107063
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