Untersuchung der Selbstassemblierung entgegengesetzt geladener cyclischer Peptide und deren Anwendung zur Medikamenteneinschließung

ZUSAMMENFASSUNG Die Selbstassemblierung entgegengesetzt geladener cyclischer Peptide bietet einen Weg zu stabilen Nanoröhren für molekulare Einschließung. Wir verwendeten Molekulardynamik (MD), um die Selbstassemblierung von Lysin–Asparaginsäure- und Lysin–Glutaminsäure-Ringen mit 24 Resten in Wasser, Tetrahydrofuran (THF) und Hexan zu untersuchen. Analysen von Wasserstoffbrückenbindungen, lösungsmittelzugänglicher Oberfläche, Gyrationsradius und Porengeometrie zeigten eine starke Lösungsmittelabhängigkeit. Wasser solvatisierte die Peptide stark und schwächte die Wechselwirkungen zwischen den Peptiden, während Hexan die Aggregation der geladenen Peptide förderte. THF erzeugte kompakte, geordnete Nanoröhren mit gut definierten Kanälen und wurde als das günstigste Medium identifiziert. Die in THF stabilisierten Verbände wurden anschließend auf die Beladung des Krebsmedikaments 5-Fluorouracil untersucht. Mehrere Moleküle wurden an der Peptid-Grenzfläche und im zentralen Porus gefunden, was auf eine effektive Beladung und starke Bindung hindeutet. Berechnungen der Potentiale mittlerer Kraft zeigten tiefe Minima (–18 bis –20 kcal), was mit einer stabilen Einschließung übereinstimmt. Diese Ergebnisse zeigen, dass entgegengesetzt geladene cyclische Peptide robuste röhrenförmige Nanostrukturen bilden, die kleine polare Moleküle einschließen, und unterstützen deren Verwendung als vielseitige Träger für die Medikamentenabgabe.