N-カルボキシアンヒ酸化物とニトロキシド媒介重合の組み合わせによって得られた両親媒性ブロックコポリマーからの自己組織化粒子の選択的酵素分解

制御されたラジカル重合と、N-カルボキシンヒドリド（NCA）リングオープン重合などの制御されたポリペプチド合成技術を組み合わせることで、明確に定義されたブロックコポリマーの生成が簡単にアクセスできるようになります。ここでは、NCA重合と、ティップノおよびSG1ベースの二機能開始因子を使用して、ハイブリッドブロック共重合体を作成して、ポリ（N-ブチルアクリレート）（PBA）およびポリスチレン（PS）のニトロキシド媒介ラジカル重合と組み合わせます。ポリペプチドブロックは、さまざまな量のL-アラニンが埋め込まれたポリ（L-グルタミン酸）の（ブロック）共重合体で構成されています。ブロックコポリマーの形成された上部構造（小胞およびミセル）は、エラスターゼおよび熱化素にさらされると、さまざまな程度の酵素応答性を持ち、ポリペプチド組成によって指示された制御された酵素分解をもたらしました。ポリペプチドブロックに50％のL-アラニンを持つブロックコポリマーを含むPBAは、L-アラニン量の低いポリマーと比較して高い分解応答を示しました。疎水性ブロックの近くにL-アラニンを含むコポリペプチドによって安定化された粒子は、4日以内に完全な分解を示しました。ポリスチレンブロックを含む粒子は、同じ条件下ではかなりの分解がなく、システムの特異性と合成ポリマー選択の重要性を強調しました。ただし、分解温度が70°Cに上昇した場合、粒子と溶液の間のブロック共重合体交換が高いため、分解を達成できます。特定の標的酵素による制御された分解に続いて、ペイロード放出車両として使用される可能性のある酵素応答性材料として有望であることを示す多くの新しいバイオハイブリッド構造が明らかにされています。

Combining controlled radical polymerizations and a controlled polypeptide synthetic technique, such as N-carboxyanhydride (NCA) ring-opening polymerization, enables the generation of well-defined block copolymers to be easily accessible. Here we combine NCA polymerization with the nitroxide-mediated radical polymerization of poly(n-butyl acrylate) (PBA) and polystyrene (PS), using a TIPNO and SG1-based bifunctional initiator to create a hybrid block copolymer. The polypeptide block consists of (block) copolymers of poly(L-glutamic acid) embedded with various quantities of L-alanine. The formed superstructures (vesicles and micelles) of the block copolymers possessed varying degrees of enzyme responsiveness when exposed to elastase and thermolysin, resulting in controlled enzymatic degradation dictated by the polypeptide composition. The PBA containing block copolymers possessing 50% L-alanine in the polypeptide block showed a high degradation response compared to polymers containing lower L-alanine quantities. The particles stabilized by copolypeptides with L-alanine near the hydrophobic block showed full degradation within 4 days. Particles containing polystyrene blocks revealed no appreciable degradation under the same conditions, highlighting the specificity of the system and the importance of synthetic polymer selection. However, when the degradation temperature was increased to 70 °C, degradation could be achieved due to the higher block copolymer exchange between the particle and the solution. A number of novel biohybrid structures are disclosed that show promise as enzyme-responsive materials with potential use as payload release vehicles, following their controlled degradation by specific, target, enzymes.