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pH-Responsive Biocompatible Supramolecular Peptide Hydrogel.
The Journal of Physical Chemistry B ( IF 2.8 ) Pub Date : 2019-06-27 , DOI: 10.1021/acs.jpcb.9b02999 Goutam Ghosh 1 , Ranajit Barman 1 , Jayita Sarkar 1 , Suhrit Ghosh 1
The Journal of Physical Chemistry B ( IF 2.8 ) Pub Date : 2019-06-27 , DOI: 10.1021/acs.jpcb.9b02999 Goutam Ghosh 1 , Ranajit Barman 1 , Jayita Sarkar 1 , Suhrit Ghosh 1
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Peptide-based hydrogels are highly promising for various biomedical applications owing to their precise self-assembly, biocompatibility, and sensitivity toward biologically relevant external stimuli. Herein, we report pH-responsive self-assembly and gelation of a highly biocompatible amphiphilic peptide PEP-1. This is an octa-peptide and double mutant of a naturally occurring β-strand peptide fragment of the protein Galectin-1, available in bovine spleen. PEP-1 was synthesized by using the Rink amide resin as the solid support in a homemade apparatus. At pH 7.4, it exhibits spontaneous gelation with very high yield stress of 88.0 Pa and gel-to-sol temperature of 84 °C at C = 2.0 wt %. Microscopy studies revealed entangled fibrillar morphology whereas circular dichroism, Fourier tranform IR, and Thioflavin T assay indicated formation of β-sheet rich secondary structure. The assembled state was found to be stable in neutral pH whereas either decrease or increase in the pH resulted in disassembly owing to the presence of the pH responsive Asp and Lys residues. The gel network showed ability to entrap water-soluble guest molecules such as Calcein which could be selectively released at acidic pH whereas under neutral condition the release was negligible. MTT assay revealed remarkable biocompatibility of the PEP-1 gel as almost 100% cells were alive after 48 h incubation in the presence of PEP-1 (2.0 mg/mL).
中文翻译：
pH响应性生物相容性超分子肽水凝胶。
基于肽的水凝胶由于其精确的自组装，生物相容性以及对生物学相关的外部刺激的敏感性而在各种生物医学应用中具有很高的前景。在本文中，我们报告了具有高度生物相容性的两亲性肽PEP-1的pH响应自组装和凝胶化。这是Galectin-1蛋白天然存在的β链肽片段的八肽和双突变体，可在牛脾脏中获得。通过在自制设备中使用Rink酰胺树脂作为固体载体来合成PEP-1。在pH 7.4时，它表现出自发胶凝作用，在C = 2.0 wt％时具有88.0 Pa的极高屈服应力和84°C的胶体温度。显微镜研究发现原纤维缠结形态，而圆二色性，傅立叶变换红外光谱，硫黄素T分析表明形成了富含β-折叠的二级结构。发现组装状态在中性pH下是稳定的，而由于pH响应性Asp和Lys残基的存在，pH的降低或升高导致分解。凝胶网络显示出能够捕获水溶性客体分子（如钙黄绿素）的能力，该分子可以在酸性pH下选择性释放，而在中性条件下的释放可以忽略不计。MTT分析显示，PEP-1凝胶具有显着的生物相容性，因为在PEP-1（2.0 mg / mL）存在下孵育48小时后，几乎100％的细胞仍活着。凝胶网络显示出能够捕获水溶性客体分子（例如钙黄绿素）的能力，该分子可以在酸性pH下选择性释放，而在中性条件下的释放可以忽略不计。MTT分析显示，PEP-1凝胶具有显着的生物相容性，因为在PEP-1（2.0 mg / mL）存在下孵育48小时后，几乎100％的细胞仍然存活。凝胶网络显示出能够捕获水溶性客体分子（例如钙黄绿素）的能力，该分子可以在酸性pH下选择性释放，而在中性条件下的释放可以忽略不计。MTT分析显示，PEP-1凝胶具有显着的生物相容性，因为在PEP-1（2.0 mg / mL）存在下孵育48小时后，几乎100％的细胞仍然存活。
更新日期：2019-06-27
中文翻译：
pH响应性生物相容性超分子肽水凝胶。
基于肽的水凝胶由于其精确的自组装，生物相容性以及对生物学相关的外部刺激的敏感性而在各种生物医学应用中具有很高的前景。在本文中，我们报告了具有高度生物相容性的两亲性肽PEP-1的pH响应自组装和凝胶化。这是Galectin-1蛋白天然存在的β链肽片段的八肽和双突变体，可在牛脾脏中获得。通过在自制设备中使用Rink酰胺树脂作为固体载体来合成PEP-1。在pH 7.4时，它表现出自发胶凝作用，在C = 2.0 wt％时具有88.0 Pa的极高屈服应力和84°C的胶体温度。显微镜研究发现原纤维缠结形态，而圆二色性，傅立叶变换红外光谱，硫黄素T分析表明形成了富含β-折叠的二级结构。发现组装状态在中性pH下是稳定的，而由于pH响应性Asp和Lys残基的存在，pH的降低或升高导致分解。凝胶网络显示出能够捕获水溶性客体分子（如钙黄绿素）的能力，该分子可以在酸性pH下选择性释放，而在中性条件下的释放可以忽略不计。MTT分析显示，PEP-1凝胶具有显着的生物相容性，因为在PEP-1（2.0 mg / mL）存在下孵育48小时后，几乎100％的细胞仍活着。凝胶网络显示出能够捕获水溶性客体分子（例如钙黄绿素）的能力，该分子可以在酸性pH下选择性释放，而在中性条件下的释放可以忽略不计。MTT分析显示，PEP-1凝胶具有显着的生物相容性，因为在PEP-1（2.0 mg / mL）存在下孵育48小时后，几乎100％的细胞仍然存活。凝胶网络显示出能够捕获水溶性客体分子（例如钙黄绿素）的能力，该分子可以在酸性pH下选择性释放，而在中性条件下的释放可以忽略不计。MTT分析显示，PEP-1凝胶具有显着的生物相容性，因为在PEP-1（2.0 mg / mL）存在下孵育48小时后，几乎100％的细胞仍然存活。
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