[发明专利]一种DNA-胆固醇功能化树状分子杂化体及合成方法与应用

说明书

一种DNA‑胆固醇功能化的树状分子及其合成方法与应用。合成末端修饰有多个甾类化合物的树状分子G_nCH，并将其作为“分子锚”结构的疏水部分，通过调节树状分子的代数对甾类化合物的数目和结构分布进行精确的控制，从而提高甾类化合物在细胞膜中的锚定效率及稳定性。“分子锚”结构的疏水部分与功能基团之间通过柔性的连接基团进行连接，包括不同聚合度的聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氢呋喃、肽链等，既可以赋予树状分子末端的多个甾类化合物一定的自由度，便于后续在细胞中的有效锚定，同时又可以最小化功能分子在细胞表面的空间位阻和非特异性作用。功能基团包括DNA、生物素、环糊精等，可以通过特异性的识别作用调控细胞间的相互作用。

技术领域

本发明具体涉及多细胞组装技术领域，具体涉及一种DNA-胆固醇功能化树状分子杂化体及合成方法与应用。

背景技术

随着细胞组装领域研究的发展，通过不同方法对细胞表面进行各种各样的修饰引起了人们极大的兴趣。利用脂质分子的非共价疏水作用对细胞进行修饰的方法，在生物相容性和安全性方面具有优势，组装方法简单、有效，但修饰分子在细胞膜上的锚定效率和位置等问题还未能得到很好解决。

细胞膜主要由磷脂、蛋白、固醇类等分子组成，脂质分子与细胞膜中的磷脂、固醇类等分子具有相似相溶性，脂质分子作为铆钉，可以插入到细胞的磷脂双层膜中。将功能分子与脂质分子连接起来构筑具有“分子锚”结构的分子，利用脂质分子的疏水作用将功能分子锚定在细胞表面。“分子锚”结构的分子由三个部分组成：第一部分是DNA、生物素、环糊精等功能基团；第二部分是亲水的连接基团，一般是寡聚的乙二醇，可以最小化功能分子在细胞表面的空间位阻和非特异性作用；第三部分是末端嵌入细胞磷脂双层膜的疏水部分，主要为磷脂分子和胆固醇类分子，疏水部分亲脂性太弱可能会使“分子锚”分子从膜上解吸附，亲脂性太强可能导致分子自身的组装体动力学或热力学稳定性过高，从而影响锚定效果。与磷脂分子相比，胆固醇分子自我聚集的趋势较弱，可以产生一个稳定的锚定作用，但是单个胆固醇分子的锚定能力又较弱。目前，由于“分子锚”分子结构的不明确性及脂质分子锚定能力的有限性，“分子锚”分子的锚定效率及锚定机理等还有待进一步的研究。

树状分子是一类具有特殊结构和功能的新型大分子，具有精确、可控的分子结构以及大量的官能团等优点。在树状分子的末端修饰胆固醇分子，并与分子量是单分散的、二级结构明确的、具有精确的碱基识别的生物大分子DNA相连，有望得到一类新的具有高锚定效率且结构明确、可控的DNA-胆固醇功能化的树状分子。这样的“分子锚”分子具有以下的一些优点：第一，在树状分子的末端修饰多个胆固醇分子的设计有利于提高分子在膜中的锚定效率和稳定性；第二，利用DNA单分散的分子量和明确的二级结构可以构筑得到结构明确的“分子锚”分子，研究其结构与脂质体作用强度的关系；第三，DNA作为一类天然的功能分子，利用其精确的碱基识别性质，可以在细胞表面引入其他的功能基团，丰富细胞的功能和性质。

发明内容

为了解决现有技术存在的技术缺陷，本发明提供了一种DNA-胆固醇功能化树状分子杂化体及合成方法与应用。

本发明采用的技术解决方案是：一种DNA-胆固醇功能化树状分子杂化体，其特征在于,所述的杂化体由胆固醇功能化树状分子与DNA分子进行偶联得到，所述的胆固醇功能化树状分子为末端修饰有多个胆固醇的树状分子G_nCH，其中CH表示胆固醇，n表示代数。

所述的胆固醇功能化树状分子以3，5-二羟基苯基酸甲酯、3，4-二羟基苯基酸甲酯、3，4，5-三羟基苯基酸甲酯、3-氯-2-氯甲基-l-丙烯等为支化单元。

所述的杂化体包括末端修饰有一个胆固醇的DNA-G₀CH杂化体分子；末端修饰有两个胆固醇的DNA-G₁CH杂化体分子以及末端修饰有四个胆固醇的DNA-G₂CH杂化体分子。