共价交联对于三螺旋
胶原蛋白(自然界中含量最丰富的蛋白质)的折叠和稳定性至关重要。交联也是开发合成胶原基
生物相容性材料的一种有吸引力的策略。Nature 使用链间二
硫键来稳定
胶原蛋白三聚体。然而,它们在合成
胶原蛋白中的应用很困难,需要用半胱
氨酸或同型半胱
氨酸替换经典
氨基酸 (4R)-羟脯
氨酸和脯
氨酸,这会降低
胶原蛋白三螺旋的预组织和稳定性。因此,我们探索了允许通过脯
氨酸残基连接三螺旋
胶原蛋白的替代共价交联。这里,我们展示了
胶原蛋白模型肽,它们通过 4-
氨基羟脯
氨酸 (Aop) 和 4-氧代乙酰
氨基脯
氨酸之间的
肟键交联,放置在相邻链的共面 Xaa 和 Yaa 位置。共价连接的链折叠成超稳定的胶原三螺旋(Tm ≈ 80 °C)。交联的设计以对 Aop 构象特性的分析、对含有 Aop 的胶原三螺旋的稳定性和功能化的研究以及分子动力学模拟为指导。研究还表明,
氨氧基发挥与
氟相当的立体电子效应,并引入
肟