Self-assembling peptide materials are promising next-generation materials with applications that include tissue engineering scaffolds, drug delivery, bionanomedicine, and enviro-responsive materials. Despite these advances, synthetic methods to form peptides and peptide-polymer conjugates still largely rely on solid-phase peptide synthesis (SPPS) and N-carboxyanhydride ring-opening polymerization (NCA-ROP), while green methods remain largely undeveloped. This work demonstrates a protease-catalyzed peptide synthesis (PCPS) capable of directly grafting leucine ethyl ester (Leu-OEt) from the C-terminus of a methoxy poly(ethylene glycol)-phenylalanine ethyl ester macroinitiator in a one-pot, aqueous reaction. By using the natural tendency of the growing hydrophobic peptide segment to self-assemble, a large narrowing of the (Leu)x distributions for both mPEG45-b-Phe(Leu)x and oligo(Leu)x coproducts, relative to oligo(Leu)x synthesized in the absence of a macroinitiator (mPEG45-Phe-OEt), was achieved. A mechanism is described where in situ β-sheet coassembly of mPEG45-b-Phe(Leu)x and oligo(Leu)x coproducts during polymerization prevents peptide hydrolysis, providing a means to control the degree of polymerization (DP) and dispersity of diblock (Leu)x segments (matrix-assisted laser desorption time-of-flight (MALDI-TOF) x = 5.1, dispersity ≤ 1.02). The use of self-assembly to control the uniformity of peptides synthesized by PCPS paves the way for precise peptide block copolymer architectures with various polymer backbones and amino acid compositions synthesized by a green process.

中文翻译：

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自组装辅助动力学控制的木瓜蛋白酶催化的mPEG-b-Phe（Leu）x的形成。

自组装肽材料是有前途的下一代材料，其应用包括组织工程支架，药物递送，生物纳米医学和对环境敏感的材料。尽管取得了这些进步，但形成肽和肽-聚合物共轭物的合成方法仍主要依靠固相肽合成（SPPS）和N-羧基酸酐开环聚合（NCA-ROP），而绿色方法仍未开发。这项工作表明蛋白酶催化的肽合成（PCPS）能够在一个锅的水反应中直接从甲氧基聚（乙二醇）-苯丙氨酸乙酯大分子引发剂的C末端接枝亮氨酸乙酯（Leu-OEt） 。通过利用不断增长的疏水性肽段自组装的自然趋势，与没有大分子引发剂（mPEG45-Phe-OEt）时合成的oligo（Leu）x相比，mPEG45-b-Phe（Leu）x和oligo（Leu）x副产物的（Leu）x分布大大缩小， 已实现。描述了一种机制，其中聚合过程中mPEG45-b-Phe（Leu）x和oligo（Leu）x副产物的原位β-折叠共组装可防止肽水解，从而提供控制聚合度（DP）和二嵌段分散度的手段（Leu）x片段（矩阵辅助激光解吸飞行时间（MALDI-TOF）x = 5.1，分散度≤1.02）。使用自组装来控制由PCPS合成的肽的均匀性，为具有各种聚合物主链和通过绿色工艺合成的氨基酸组成的精确的肽嵌段共聚物结构铺平了道路。相对于在没有大分子引发剂（mPEG45-Phe-OEt）的情况下合成的oligo（Leu）x相对而言。描述了一种机制，其中聚合过程中mPEG45-b-Phe（Leu）x和oligo（Leu）x副产物的原位β-折叠共组装可防止肽水解，从而提供控制聚合度（DP）和二嵌段分散度的手段（Leu）x片段（矩阵辅助激光解吸飞行时间（MALDI-TOF）x = 5.1，分散度≤1.02）。使用自组装来控制由PCPS合成的肽的均匀性，为具有各种聚合物主链和通过绿色工艺合成的氨基酸组成的精确的肽嵌段共聚物结构铺平了道路。相对于在没有大分子引发剂（mPEG45-Phe-OEt）的情况下合成的oligo（Leu）x相对而言。描述了一种机制，其中聚合过程中mPEG45-b-Phe（Leu）x和oligo（Leu）x副产物的原位β-折叠共组装可防止肽水解，从而提供控制聚合度（DP）和二嵌段分散度的手段（Leu）x片段（矩阵辅助激光解吸飞行时间（MALDI-TOF）x = 5.1，分散度≤1.02）。使用自组装来控制由PCPS合成的肽的均匀性，为具有各种聚合物主链和通过绿色工艺合成的氨基酸组成的精确的肽嵌段共聚物结构铺平了道路。描述了一种机制，其中聚合过程中mPEG45-b-Phe（Leu）x和oligo（Leu）x副产物的原位β-折叠共组装可防止肽水解，从而提供控制聚合度（DP）和二嵌段分散度的手段（Leu）x片段（矩阵辅助激光解吸飞行时间（MALDI-TOF）x = 5.1，分散度≤1.02）。使用自组装来控制由PCPS合成的肽的均匀性，为具有各种聚合物主链和通过绿色工艺合成的氨基酸组成的精确的肽嵌段共聚物结构铺平了道路。描述了一种机制，其中聚合过程中mPEG45-b-Phe（Leu）x和oligo（Leu）x副产物的原位β-折叠共组装可防止肽水解，从而提供控制聚合度（DP）和二嵌段分散度的手段（Leu）x片段（矩阵辅助激光解吸飞行时间（MALDI-TOF）x = 5.1，分散度≤1.02）。使用自组装来控制由PCPS合成的肽的均匀性，为具有各种聚合物主链和通过绿色工艺合成的氨基酸组成的精确的肽嵌段共聚物结构铺平了道路。02）。使用自组装来控制由PCPS合成的肽的均匀性，为具有各种聚合物主链和通过绿色工艺合成的氨基酸组成的精确的肽嵌段共聚物结构铺平了道路。02）。使用自组装来控制由PCPS合成的肽的均匀性，为具有各种聚合物主链和通过绿色工艺合成的氨基酸组成的精确的肽嵌段共聚物结构铺平了道路。