亮氨酸拉鏈型脂肽對(duì)脂質(zhì)體溫敏性調(diào)節(jié)的分子模擬

許謝君，肖興慶，徐首紅，劉洪來(lái),＊

1華東理工大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院，化學(xué)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200237

2 Chemical and Biomolecular Engineering, North Carolina State University, Raleigh, NC 27695-7905, USA.

1 引言

癌癥已逐漸成為人類健康的頭號(hào)大敵，目前的癌癥治療手段仍以化學(xué)治療方法為主—使用抗癌藥物直接作用于癌細(xì)胞進(jìn)而殺死癌細(xì)胞1,2。由于大部分抗癌藥物有很強(qiáng)的毒性，殺死癌細(xì)胞的同時(shí)存在著破壞正常細(xì)胞和健康的內(nèi)臟組織的可能。應(yīng)用擁有靶向性的藥物載體將藥物準(zhǔn)確輸送至癌細(xì)胞周?chē)籴尫?，可以大大降低上述副作用?/p>

脂質(zhì)體因其特有的良好生物相容性而逐漸受到重視而被做為藥物載體。但傳統(tǒng)脂質(zhì)體的靶向性不足，通過(guò)各個(gè)途徑進(jìn)入人體血液循環(huán)后，無(wú)法被輸運(yùn)至特定的癌變部位，導(dǎo)致藥效大大不如預(yù)期甚至危害到人體的健康器官和組織。近年來(lái)，對(duì)傳統(tǒng)脂質(zhì)體進(jìn)行修飾和改造以提高其靶向性的研究受到廣泛關(guān)注，目前已經(jīng)有許多新型脂質(zhì)體3,4被開(kāi)發(fā)和使用。另一方面，脂質(zhì)體被準(zhǔn)確輸運(yùn)至癌細(xì)胞周?chē)耐瑫r(shí)還需要脂質(zhì)體能快速釋放出抗癌藥物，這就要求脂質(zhì)體須在正常組織環(huán)境下保持穩(wěn)定，而在癌細(xì)胞周?chē)鷨适Х€(wěn)定性進(jìn)而將其負(fù)載的抗癌藥物釋放出來(lái)以殺死癌細(xì)胞。由于癌變組織所在位置常常會(huì)出現(xiàn)pH、溫度等方面的異常，因此pH或溫度敏感的脂質(zhì)體的開(kāi)發(fā)成為藥物載體研究的重要方向。Hyperthermia療法5是一種針對(duì)局部病灶進(jìn)行加熱進(jìn)而殺死特定位置癌細(xì)胞的放射治療方法，利用局部升溫這一特點(diǎn)，溫敏性的脂質(zhì)體就可以攜帶抗癌藥物到達(dá)高溫病灶部位，借由局部高溫破壞脂質(zhì)體的穩(wěn)定性在病灶處釋放出抗癌藥物來(lái)準(zhǔn)確地殺死癌細(xì)胞。Al-Ahmady等人6首次將亮氨酸拉鏈的結(jié)構(gòu)[VSSLESK-VSSLESKVSKLESK-KSKLESK-VSKLESK-VSSLESK]引入脂質(zhì)體，得到了一種新型的溫敏脂質(zhì)體(圖1)，這種新型的溫敏脂質(zhì)體可以配合hyperthermia療法使用。

亮氨酸拉鏈7,8是一種獨(dú)特的七元重復(fù)單元結(jié)構(gòu)(abcdefg)n(圖2)，其中亮氨酸總是出現(xiàn)在七元重復(fù)單元的d的位置上，所以稱之為亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)。它通過(guò)疏水作用形成多聚體的立體結(jié)構(gòu)，當(dāng)溫度升高至特定溫度時(shí)，會(huì)解離成無(wú)序的肽單體，利用這一特性Al-Ahmady等6對(duì)傳統(tǒng)溫敏脂質(zhì)體進(jìn)行了改良得到了熱敏性更佳的新型溫敏脂質(zhì)體。

圖1 包含亮氨酸拉鏈型脂肽的溫敏性脂質(zhì)體Fig. 1 Thermosensitive liposome with leucine zipperstructured lipopeptides.

圖2 亮氨酸拉鏈型脂肽結(jié)構(gòu)Fig. 2 Leucine zipper-structured lipopeptides.(a) double helix structure of leucine zipper; (b) overhead view of a leucine zipper, where site d is predominantly occupied by the leucine residue.

表1 亮氨酸拉鏈型脂肽及其序列Table 1 Sequences of leucine zipper-structured lipopeptides.

我們課題組對(duì)這種嵌入了亮氨酸拉鏈的溫敏脂質(zhì)體做了進(jìn)一步的改良9-11，我們?cè)O(shè)計(jì)了新的氨基酸殘基序列[VAQLEVK-VAQLESK-VSKLESKVSSLESK]，并在N端進(jìn)行修飾加入了不同的功能性頭基，以期改善脂肽溫敏性進(jìn)而得到更適宜的溫敏脂質(zhì)體。我們主要以烷烴類頭基作為修飾，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)隨著烷烴頭基碳鏈的增長(zhǎng)脂肽轉(zhuǎn)變溫度也隨之升高，說(shuō)明烷烴頭基碳鏈的加長(zhǎng)會(huì)提高脂肽的熱穩(wěn)定性10。為了探索不同修飾基團(tuán)對(duì)脂肽溫敏性的影響以設(shè)計(jì)更適宜的溫敏脂肽，從分子角度解釋溫敏性脂肽的特性，為開(kāi)發(fā)更好的溫敏脂質(zhì)體提供參考，我們用分子動(dòng)力學(xué)模擬進(jìn)行了探索性的研究。在前期工作中12，我們使用隱式溶劑模型的副本交換分子動(dòng)力學(xué)(replica exchange molecular dynamics，REMD)模擬方法研究了2種不同頭基的亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)脂肽單體(ALA，C5CO)，并采用二面角主成分分析法(dihedral principal component analysis，dPCA)結(jié)合DSSP程序得到這兩種亮氨酸拉鏈型脂肽的轉(zhuǎn)變溫度分別為324.8 K以及319.1 K，其中C5CO鏈的轉(zhuǎn)變溫度319.1 K與實(shí)驗(yàn)測(cè)定的該鏈的轉(zhuǎn)變溫度321.1 K相當(dāng)接近，證明了這種模擬方法對(duì)于亮氨酸拉鏈型脂肽研究的可行性9。為了進(jìn)一步探索N端修飾對(duì)于脂肽溫敏性的影響，我們又設(shè)計(jì)了另外2種不同頭基修飾的亮氨酸拉鏈脂肽，并進(jìn)行REMD模擬，以期判斷頭基與脂肽溫敏性的相關(guān)影響關(guān)系。在原有研究的基礎(chǔ)上，本文還構(gòu)建了嵌入溫敏性脂肽二聚體的DPPC脂質(zhì)體，使用分子動(dòng)力學(xué)模擬的方法研究溫敏性脂肽對(duì)于脂質(zhì)體相轉(zhuǎn)變溫度的影響。

2 模擬方法

2.1 亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)脂肽

我們?cè)谠械牧涟彼崂滊逆溞蛄衃VAQLEVK-VAQLESK-VSKLESK-VSSLESK]的N端修飾兩種不同功能性頭基，獲得了兩種新型亮氨酸拉鏈型脂肽，分別命名為C3CO以及POCH脂肽，其結(jié)構(gòu)如表1所示。

C3CO脂肽的設(shè)計(jì)主要是用于與C5CO脂肽進(jìn)行比較，以探索N端烷烴頭基長(zhǎng)度對(duì)于脂肽轉(zhuǎn)變溫度的影響并印證實(shí)驗(yàn)規(guī)律的正確性10；POCH脂肽使用的是磷脂DPPC的頭基，引入這一頭基主要是為了考察磷脂頭基與烷烴頭基對(duì)于脂肽溫敏性作用的差異性，以此尋找更多可行的功能性基團(tuán)。因?yàn)樗褂玫牧涟彼嵝蛄卸际菐в幸粌r(jià)正電荷，所以在模擬時(shí)我們加入了對(duì)應(yīng)數(shù)量的反離子Cl-使得整個(gè)體系保持電中性。

2.2 亮氨酸拉鏈型脂肽的模擬方法

2.2.1 量子力學(xué)計(jì)算

在亮氨酸拉鏈序列的N端修飾了一個(gè)CH3―(CH2)2―CO―疏水基團(tuán)，在標(biāo)準(zhǔn)Amber力場(chǎng)里并沒(méi)有包含此疏水基團(tuán)的電荷(文中電荷單位皆為Gromacs基本電荷單位電子電荷e)，所以需要使用Gaussian 09W軟件進(jìn)行量化計(jì)算以得到該基團(tuán)的原子電荷。由于在C3CO脂肽中，CH3―(CH2)2―CO―的疏水基團(tuán)直接連接著纈氨酸殘基(V)，所以在量化計(jì)算時(shí)也將CH3―(CH2)2―CO―的疏水基團(tuán)與纈氨酸殘基(V)直接連接，如圖3。

圖3 連接著纈氨酸的疏水性基團(tuán)CH3―(CH2)2―CO―Fig. 3 The hydrophobic group CH3(CH2)2―CO―capped by the valine residue.The total charge of the molecule is +e.

表2 疏水性基團(tuán)CH3―(CH2)2―CO―的電荷Table 2 Partial charges of the hydrophobic group CH3―(CH2)2―CO― in the C5CO peptide.

因?yàn)閎3lyp/6-31g(d)是利用電子密度取代波函數(shù)作為描述體系能量的變量，所優(yōu)化得到的分子構(gòu)型更接近于其在真實(shí)水溶液中的構(gòu)型，所以我們先使用b3lyp/6-31g(d)基組對(duì)分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。然后再在HF/6-31g(d)下計(jì)算得到了分子的表面靜電勢(shì)，HF/6-31g(d)方法計(jì)算分子表面靜電勢(shì)是其在真空狀態(tài)下的靜電勢(shì)，進(jìn)而擬合出其在真空狀態(tài)下的點(diǎn)電荷。在隨后的全原子分子模擬過(guò)程中，無(wú)論是利用隱式水模型還是顯式水模型，水對(duì)電荷相互作用的影響都已經(jīng)考慮進(jìn)去。最后通過(guò)兩步法(RESP)13-15得到了各原子的電荷，見(jiàn)表2，具體細(xì)節(jié)可以參考我們的前期工作12。

2.2.2 交換分子動(dòng)力學(xué)模擬

使用Gromacs 4.5.5程序包16,17在Amber force field 14SB力場(chǎng)18下進(jìn)行所有的隱式溶劑模型REMD模擬，GBSA方法使用Onufriev-Bashford-Case模型19處理溶劑效應(yīng)。共軛梯度法被應(yīng)用于初始結(jié)構(gòu)的能量?jī)?yōu)化，接著將優(yōu)化好的C3CO和POCH單鏈結(jié)構(gòu)在16個(gè)不同溫度下(285、295、300、305、310、315、320、325、330、335、360、380、410以及460 K)進(jìn)行100 ns的REMD模擬。V-rescale和Berendsen weak coupling算法分別被用于溫度和壓力的平衡，具體細(xì)節(jié)可以參考先前的工作12。

2.3 質(zhì)體模擬研究

2.3.1 質(zhì)體建模

在亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)單鏈的研究基礎(chǔ)上，本文還著重研究了脂肽對(duì)于脂質(zhì)體相轉(zhuǎn)變溫度的影響。為了能夠更顯著的觀察亮氨酸拉鏈型脂肽對(duì)于脂質(zhì)體相轉(zhuǎn)變溫度的影響，我們選擇了轉(zhuǎn)變溫度最高的ALA脂肽(324.8 K)以及轉(zhuǎn)變溫度最低的C3CO脂肽(312.1 K)進(jìn)行模擬。將脂肽多聚體嵌入同一種脂質(zhì)體DPPC中，搭建了一個(gè)包含脂肽、水以及DPPC的大分子生物體系。由于脂質(zhì)體所含分子數(shù)過(guò)多，如果模擬一個(gè)完整的脂質(zhì)體將耗費(fèi)過(guò)多的計(jì)算時(shí)間，而實(shí)際上通過(guò)模擬脂質(zhì)體的一部分就可以得到關(guān)于脂質(zhì)體穩(wěn)定性的準(zhǔn)確信息，故本文使用PACKMOL軟件20,21僅搭建了脂質(zhì)體的一部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬分析。

首先使用SWISS model軟件22-24生成了2個(gè)脂肽(ALA，C3CO)的二聚體結(jié)構(gòu)，用PACKMOL軟件建立DPPC脂質(zhì)體結(jié)構(gòu)并嵌入二聚體。模擬系統(tǒng)為一個(gè)7.2 nm × 7.2 nm × 10 nm的盒子，在0 ≤Z≤ 2.5 nm以及7.5 nm ≤Z≤ 10 nm的空間中分別加入2738個(gè)水分子總共5496個(gè)水分子，在2 nm ≤Z≤ 5 nm以及5 nm ≤Z≤ 8 nm的空間中分別加入60個(gè)排列整齊的DPPC分子形成一個(gè)簡(jiǎn)單的雙分子層結(jié)構(gòu)，在雙分子層中心位置插入一個(gè)由SWISS model構(gòu)建的脂肽二聚體結(jié)構(gòu)，由此得到了2個(gè)含有不同亮氨酸拉鏈型脂肽的DPPC雙分子層結(jié)構(gòu)以及1個(gè)不包含脂肽的DPPC雙分子層結(jié)構(gòu)作為分子動(dòng)力學(xué)模擬的初始結(jié)構(gòu)，見(jiàn)圖4。體系中添加了對(duì)應(yīng)數(shù)量的反離子Cl-，使得體系呈電中性。

2.3.2 肽的脂質(zhì)體的模擬方法

本文使用Amber 15軟件包進(jìn)行脂質(zhì)體的模擬分析。綜合考慮肽鏈ALA以及C3CO的轉(zhuǎn)變溫度，我們選擇了它們的轉(zhuǎn)變溫度(324.8和312.1 K)附近的四個(gè)溫度310、315、320以及325 K作為模擬溫度，在每個(gè)溫度下均進(jìn)行50 ns的分子動(dòng)力學(xué)模擬。

Amber force field 14SB力場(chǎng)18被用于脂肽二聚體，Amber force field lipid 14力場(chǎng)25被用于DPPC脂質(zhì)體，而水分子則是使用TIP3Pmodel26。模擬的詳細(xì)流程如下：(1)先進(jìn)行5000步的最陡下降法和共軛梯度法對(duì)脂肽和脂質(zhì)體進(jìn)行能量?jī)?yōu)化，接著再對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行5000步的能量?jī)?yōu)化；(2)將系統(tǒng)溫度從0 K開(kāi)始緩慢提升，先以10 K/1000步的速度上升到300 K，接著以5 K/1000步的速度上升到模擬溫度；(3)在NPT系綜下運(yùn)行5 ns使系統(tǒng)維持在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下即101.325 kPa；(4)最后運(yùn)行50 ns的分子動(dòng)力學(xué)模擬。

圖4 含有亮氨酸拉鏈結(jié)構(gòu)的DPPC雙分子層的初始結(jié)構(gòu)Fig. 4 Initial structures of the lipopeptide dimers complexed with lipid DPPC bilayer and water.(a) blank, (b) ALA, (c) C3CO.

3 結(jié)果與討論

3.1 脂肽模擬分析

在100 ns的C3CO和POCH單鏈的REMD模擬后，我們選擇最后30 ns的軌跡文件進(jìn)行分析，計(jì)算了兩條鏈在各個(gè)溫度下勢(shì)能的變化并且選擇了325 K為初始副本溫度的這一副本繪制了它的溫度隨模擬的進(jìn)行的溫度交換曲線(圖5)。從圖5可以看到，最后30 ns中各相鄰溫度的勢(shì)能有著充分的重疊，相鄰溫度也有著充分的交換，說(shuō)明了最后30 ns的軌跡是可以用于分析和討論的。

我們選擇最后30 ns的軌跡文件進(jìn)行二面角(φ和ψ)主成分分析(dPCA)27,28進(jìn)一步得到自由能面圖(圖6)。以φ為例，從圖6中可以看到，無(wú)論是C3CO還是POCH脂肽，其自由能面圖的深色區(qū)域都是隨著溫度的升高而擴(kuò)大，這說(shuō)明了脂肽結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性會(huì)隨著溫度的升高而降低，意味著亮氨酸拉鏈型脂肽存在著溫度敏感性，這與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相一致9。

自由能面圖中的最深色區(qū)域就是相對(duì)自由能最低的區(qū)域，從中可以得到該溫度下的單鏈特征結(jié)構(gòu)。每個(gè)單鏈有16個(gè)模擬溫度，每個(gè)溫度選擇兩種二面角進(jìn)行主成分分析，每個(gè)二面角自由能面圖中取3個(gè)特征結(jié)構(gòu)，因此對(duì)于每一種單鏈，選擇了96個(gè)點(diǎn)進(jìn)行分析。

在得到了96個(gè)特征結(jié)構(gòu)后，我們使用DSSP方法29結(jié)合最小二乘法確定C3CO以及POCH脂肽的轉(zhuǎn)變溫度，見(jiàn)圖7?？梢钥吹紺3CO的轉(zhuǎn)變溫度為312.1 K而POCH的轉(zhuǎn)變溫度為319.4 K，之前的工作中12得到的C5CO脂肽的轉(zhuǎn)變溫度為319.1 K，由此可知疏水頭基中烷烴碳鏈的增長(zhǎng)會(huì)提高脂肽的轉(zhuǎn)變溫度，即提高脂肽的熱穩(wěn)定性，這一規(guī)律與實(shí)驗(yàn)所述規(guī)律保持一致10；而POCH脂肽的轉(zhuǎn)變溫度319.4 K和C5CO脂肽的轉(zhuǎn)變溫度319.1 K相當(dāng)接近，其中C5CO脂肽已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)中9得到認(rèn)可，說(shuō)明POCH脂肽對(duì)于該新型溫敏脂質(zhì)體也具有開(kāi)發(fā)潛質(zhì)。

3.2 脂質(zhì)體模擬分析

結(jié)合SWISS model和PACKMOL兩個(gè)軟件搭建了含有2種不同亮氨酸拉鏈型脂肽(ALA與C3CO)以及1個(gè)不包含脂肽的DPPC藥物載體的初始結(jié)構(gòu)，利用AMBER 15軟件在脂肽的轉(zhuǎn)變溫度附近(310、315、320、325 K)進(jìn)行50 ns的分子動(dòng)力學(xué)模擬。

圖5 亮氨酸拉鏈的勢(shì)能概率分布圖((a) C3CO，(b) POCH)以及亮氨酸拉鏈在325 K副本下副本交換圖((c) C3CO，(d) POCH)Fig. 5 The probability distributions of the potential energy of the replicas ((a) C3CO, (b) POCH) and time series of temperature exchanges at 325 K ((c) C3CO, (d) POCH).

圖6 (a，b) 285 K，(c，d) 325 K以及(e，f) 380 K溫度下，C3CO、POCH脂肽的自由能面圖(φ)Fig. 6 Free energy landscape (φ) along the first two principal components (V1, V2) for the C3CO lipopeptide at(a) 285 K, (c) 325 K and (e) 380 K, and for the POCH lipopeptide at (b) 285 K, (d) 325 K and (f) 380 K.

圖7 溫度對(duì)于(a) C3CO，(b) POCH脂肽的α螺旋結(jié)構(gòu)的影響Fig. 7 The effect of temperature on the α-helical conformation of the (a) C3CO and (b) POCH lipopeptides.The least square method is used to determine the temperature-dependence conformation transition. Calculation errors are estimated by the standard errors of the mean.

通過(guò)50 ns的分子動(dòng)力學(xué)模擬，得到了模擬過(guò)程中RMSD隨時(shí)間的變化曲線，圖8。從圖中可以看到，3種不同結(jié)構(gòu)的RMSD分別在4個(gè)不同溫度下逐漸趨于穩(wěn)定，這說(shuō)明這16個(gè)50 ns的模擬結(jié)果是穩(wěn)定可靠的。因此我們選擇了最為平衡的最后5 ns軌跡進(jìn)行分析，研究不同脂肽對(duì)于脂質(zhì)體DPPC的影響。

脂分子面積指的是單個(gè)磷脂分子所占空間的面積(不包含Z方向)，是磷脂分子的主要特征之一，可由下式計(jì)算得到：

圖8 脂肽二聚體在50 ns分子模擬中在310，315，320以及325 K的RMSD曲線Fig. 8 The RMSD profiles of the lipopeptide dimers in the 50 ns conventional MD simulations at 310, 315, 320 and 325 K.(a) blank, (b) ALA, (c) C3CO.

Slipid= (X × Y)·nlipids(1)其中Slipid代表脂分子面積，X代表盒子在X方向的總長(zhǎng)度，Y代表盒子在Y方向的總長(zhǎng)度，nlipids代表每層所含有的磷脂分子總數(shù)(在本實(shí)驗(yàn)中，n = 60)。

電子密度分布表示了脂質(zhì)體單位體積內(nèi)所含電子數(shù)目的多少。電子密度分布經(jīng)常與實(shí)驗(yàn)所得的結(jié)果進(jìn)行比較以此來(lái)判斷模擬的正確性，而本文利用這一分布來(lái)觀察脂質(zhì)體的穩(wěn)定性。

以脂質(zhì)體中心面Z = 0為基點(diǎn)，就可以得到距離Z = 0這一平面不同位置處單位體積脂質(zhì)體的電子密度。

ρe= ne/(X × Y × Zi) (2)其中ρe代表電子密度，ne代表在所選擇空間中總的電子數(shù)，X代表盒子在X方向的總長(zhǎng)度，Y代表盒子在Y方向的總長(zhǎng)度，Zi代表所選擇空間距離雙分子層結(jié)構(gòu)中心面Z = 0的Z方向的長(zhǎng)度。

脂分子面積是對(duì)磷脂分子縱向切割后的分析，而電子密度分布則是對(duì)磷脂分子橫向切割后的分析，綜合兩者可以觀察脂質(zhì)體整體的變化。

圖9的a、b、c三個(gè)子圖是包含不同亮氨酸拉鏈型脂肽的DPPC脂質(zhì)體的脂分子面積隨溫度的變化曲線。可以看到，在選擇的310-325 K溫度區(qū)間內(nèi)，所有脂質(zhì)體的脂分子面積都是隨著溫度的升高而變大，這說(shuō)明隨著溫度的升高單個(gè)磷脂分子所占據(jù)的空間增大，也就意味著隨著溫度的升高，磷脂雙分子層在逐漸解聚。

圖9 310，315，320和325 K時(shí)DPPC脂質(zhì)體的脂分子面積以及電子密度隨溫度的變化曲線Fig. 9 The area per lipid for DPPC bilayers and electron-density profile for DPPC bilayers at 310, 315, 320 and 325 K.(a, d) blank, (b, e) ALA, (c, f) C3CO.

再通過(guò)最小二乘法得到了各個(gè)含有不同脂肽的脂質(zhì)體雙分子層的相轉(zhuǎn)變溫度，結(jié)果顯示不包含脂肽的DPPC相轉(zhuǎn)變溫度為315.1 K，包含ALA脂肽的DPPC相轉(zhuǎn)變溫度為319.9 K，包含C3CO脂肽的DPPC相轉(zhuǎn)變溫度為314.4 K。結(jié)合ALA脂肽的轉(zhuǎn)變溫度324.8 K以及C3CO脂肽的轉(zhuǎn)變溫度312.1 K可以說(shuō)明這種全新改良的亮氨酸拉鏈型脂肽的加入對(duì)于DPPC脂質(zhì)體的相轉(zhuǎn)變溫度有顯著的影響。當(dāng)脂肽的轉(zhuǎn)變溫度高于脂質(zhì)體原本的相轉(zhuǎn)變溫度315.1 K時(shí)，脂肽的加入會(huì)使得DPPC的相轉(zhuǎn)變溫度升高；反之，如果所加入的脂肽轉(zhuǎn)變溫度低于脂質(zhì)體原本的相轉(zhuǎn)變溫度，那么脂質(zhì)體的相轉(zhuǎn)變溫度會(huì)降低。

由圖9的d、e、f可以看到，隨著溫度的升高，在相同距離處的磷脂雙分子層的電子密度都在降低，這反映了對(duì)于脂質(zhì)體的橫向空間其體積在不斷擴(kuò)大，也說(shuō)明了隨著溫度的升高磷脂雙分子層會(huì)發(fā)生解聚。

從每個(gè)磷脂雙分子層隨溫度變化而產(chǎn)生的電子密度變化曲線中可以看出脂質(zhì)體的結(jié)構(gòu)突變點(diǎn)的溫度范圍：無(wú)脂肽為310-315 K，含有ALA脂肽為320-325 K，含有C3CO脂肽為310-315 K，這與圖9(a)、(b)、(c)中的各個(gè)DPPC脂質(zhì)體的相轉(zhuǎn)變溫度315.1、319.9、314.4 K相一致。

4 結(jié)論

本文采用分子動(dòng)力學(xué)模擬的方法，對(duì)亮氨酸拉鏈型脂肽以及嵌入該脂肽的新型溫敏脂質(zhì)體進(jìn)行了模擬研究。通過(guò)隱式水模型REMD模擬得到了C3CO和POCH兩條新型亮氨酸拉鏈型脂肽的轉(zhuǎn)變溫度分別為312.1和319.4 K，結(jié)合前期工作12得到的C5CO脂肽轉(zhuǎn)變溫度319.1 K，發(fā)現(xiàn)隨著疏水頭基烷烴碳鏈的增長(zhǎng)脂肽的轉(zhuǎn)變溫度也會(huì)隨之升高，這一規(guī)律與實(shí)驗(yàn)10所得規(guī)律相吻合。通過(guò)比較嵌入2種不同亮氨酸拉鏈型脂肽(ALA，C3CO)的DPPC磷脂雙分子層與未嵌入脂肽的DPPC磷脂雙分子層的模擬結(jié)果，綜合脂分子面積以及電子密度分布隨溫度的變化，證明這種新型的溫敏亮氨酸拉鏈型脂肽二聚體的加入確實(shí)會(huì)影響DPPC脂質(zhì)體的相轉(zhuǎn)變溫度，且相轉(zhuǎn)變溫度的大小是由脂肽轉(zhuǎn)變溫度的高低決定的。這就說(shuō)明我們只需調(diào)整脂肽的修飾頭基的結(jié)構(gòu)，改變其轉(zhuǎn)變溫度就能控制磷脂的相轉(zhuǎn)變溫度，進(jìn)而得到效果更佳的新型溫敏脂質(zhì)體。這一發(fā)現(xiàn)有利于該類藥物載體的優(yōu)化設(shè)計(jì)，也為設(shè)計(jì)和改良新型的溫敏性脂質(zhì)體藥物載體提供了更大的可能。