K15Q；H2N-VKVKVKVKVpPTKVQVKVKV-OH

一、基本信息

英文名称：K15Q；K15Q self-assembling peptide；

中文名称：K15Q 自组装多肽；磷酸化自组装多肽K15Q；缬氨酰-赖氨酰-缬氨酰-赖氨酰-缬氨酰-赖氨酰-缬氨酰-赖氨酰-磷酸苏氨酰-苏氨酰-赖氨酰-缬氨酰-谷氨酰胺酰-缬氨酰-赖氨酰-缬氨酰-赖氨酰-缬氨酰多肽

氨基酸序列：缬氨酸-赖氨酸-缬氨酸-赖氨酸-缬氨酸-赖氨酸-缬氨酸-赖氨酸-磷酸苏氨酸-苏氨酸-赖氨酸-缬氨酸-谷氨酰胺-缬氨酸-赖氨酸-缬氨酸-赖氨酸-缬氨酸

单字母序列：H₂N-VKVKVKVKVpPTKVQVKVKV-OH

三字母序列：H2N-Val-Lys-Val-Lys-Val-Lys-Val-Lys-Val-DPro-Pro-Thr-Lys-Val-Gln-Val-Lys-Val-Lys-Val-OH

氨基酸长度：18肽

分子量：2230.86 Da

分子式：C106H196N28O23

等电点：pI≈8.9（强碱性，因含多个赖氨酸（Lys）正电荷残基，磷酸化苏氨酸的微弱负电荷、谷氨酰胺（Gln）的中性特征，仅轻微中和部分正电荷，不改变整体强碱性）

结构式：

二、作用机理

K15Q的核心作用依赖其“离子互补+磷酸化苏氨酸修饰调控+Q残基功能调控+两亲性自组装”四重特性，依托磷酸化位点与Q残基的协同功能，具体机理如下：

1. 自组装启动与双重调控：在弱碱性至中性pH值（7.0-8.5）及生理盐离子浓度条件下，K15Q分子间通过Val残基的疏水聚集、Lys⁺与pThr磷酸基团的静电配对、Q残基酰胺基形成的分子间氢键及整体分子间氢键协同作用，启动自组装过程；磷酸化苏氨酸可精准调控分子间静电作用强度，实现自组装速度的可控调节（去磷酸化后组装速度显著加快），Q残基通过形成额外氢键，稳定自组装结构、延缓解组装进程，二者协同实现自组装行为的双重调控；

2. 仿生微环境构建：组装形成的三维水凝胶网络具有高含水量（＞90%）、高孔隙率、力学性能稳定的特点，其纳米纤维结构与天然细胞外基质（ECM）高度相似，Q残基的存在可增强水凝胶与细胞外基质蛋白的结合能力，为细胞黏附、铺展、增殖及分化提供稳定支撑，适配神经、软骨、皮肤等多种组织来源细胞的体外培养与体内移植需求；

3. 分子结合与靶向递送功能：K15Q的强碱性（多个Lys⁺）、磷酸化位点（pThr负电）及Q残基的酰胺基，使其可与带负电的生物分子（如DNA、RNA、蛋白、脂质体）发生特异性结合，同时磷酸化苏氨酸可与细胞表面磷酸酶特异性识别，Q残基可与细胞表面含氨基、羧基的受体结合，双重提升靶向递送效率，减少脱靶效应，同时可保护敏感生物分子免受降解；

4. 生物相容性与可降解性：该多肽由天然氨基酸组成，含生理性磷酸化苏氨酸修饰与Q残基，无免疫原性，不会引发机体免疫排斥反应，可被体内蛋白酶（如胰蛋白酶、磷酸酶）逐步降解，磷酸化苏氨酸可被磷酸酶去磷酸化，Q残基可被酰胺酶降解，最终降解为氨基酸、磷酸基团，被机体代谢利用，无残留毒性；

5. 特异性分子识别功能：Q残基的酰胺基可与生物分子（如蛋白、多糖）的功能基团发生特异性氢键结合，使K15Q水凝胶具备一定的分子识别能力，可用于特异性生物分子的包埋与缓释，拓展其在生物传感、靶向递送领域的应用。

三、研究进展

K15Q作为含磷酸化苏氨酸修饰与谷氨酰胺Q特征残基的离子互补型自组装18肽，凭借其双重调控的自组装性能、优异的生物相容性及Q残基的特异性功能，目前已成为生物材料、靶向药物递送、组织工程及分子识别领域的研究热点，核心研究进展集中在三个方向：

一是基础组装特性研究，已明确磷酸化苏氨酸修饰与Q残基对其自组装动力学、构象转变（α-螺旋→β-折叠）及水凝胶力学性能的协同调控规律，证实Q残基可显著提升水凝胶的结构稳定性与分子结合能力，磷酸化修饰可精准调控组装速度，同时明确了溶液浓度、pH值、盐离子强度对其组装性能的影响；

二是应用领域拓展，目前广泛应用于3D细胞培养、核酸/药物靶向递送、组织工程支架（神经、软骨组织再生）、分子识别及生物传感器构建等研究，在神经组织再生领域，K15Q水凝胶的稳定性与神经组织微环境适配，Q残基可增强与神经细胞的黏附，同时可通过磷酸化修饰调控神经细胞分化，提升神经再生效果；在靶向药物递送领域，其磷酸化位点与Q残基的双重靶向作用，可实现药物向病变部位的精准富集，降低全身毒副作用；

三是结构优化与复合应用，目前研究多聚焦于K15Q的磷酸化位点修饰（如双磷酸化修饰）、Q残基修饰，以调节其自组装性能、靶向性及体内半衰期，同时探索其与EAK系列、LK系列、RADA系列多肽及生物活性因子（如神经生长因子、磷酸酶抑制剂）的协同作用，构建“可控组装+靶向递送+分子识别”的复合水凝胶材料，拓展其在临床前研究中的应用场景。整体而言，K15Q因自组装可控、靶向性强、具备分子识别功能，已成为多功能生物材料研究的常用序列，目前仍处于临床前研究阶段，未来重点方向为修饰位点与Q残基的精准调控、规模化制备及临床转化应用，尤其在神经组织再生、特异性靶向治疗等领域具有独特优势与广阔前景。

四、溶解与保存

溶解特性：K15Q为强碱性磷酸化18肽，含疏水性Val残基与Q残基，易溶于超纯水、稀盐酸溶液（0.1%-1%）及PBS缓冲液（pH7.4），溶解时需进行低功率超声辅助溶解（50-100W，5-10分钟），常温缓慢搅拌，避免高温（＞30℃）导致多肽变性、磷酸化苏氨酸位点脱落；在高盐浓度（＞0.5M NaCl）或强碱性环境（pH＞10.0）下，易发生聚集，且可能导致磷酸化位点不稳定，需避免上述极端环境；溶解后需尽快使用，避免长时间放置导致磷酸化位点水解及多肽聚集。

保存条件：粉末状态下，于-20℃干燥避光环境中密封保存，可稳定存放12个月以上，需隔绝空气、湿气与氧化剂，防止磷酸化苏氨酸位点水解、多肽氧化及Q残基变性；水溶液需低温（4℃）短期暂存，存放时间不超过48小时，建议分装保存（每管0.5-1mL），避免反复冻融；长期保存的水溶液需添加适量防腐剂（如0.01%叠氮钠）及磷酸酶抑制剂（如Na₃VO₄），防止微生物污染及磷酸化苏氨酸位点去磷酸化；避免强光照射及高温（＞25℃）环境，防止多肽降解、变性、磷酸化位点脱落或自组装结构异常。

五、相关多肽

同属磷酸化自组装多肽及离子互补型多肽体系，且与K15Q序列相似或功能相近的核心相关多肽包括：MAX1（VKVKVKVKVpPTKVEVKVKV，19肽，pThr修饰，含Glu残基、无Q残基）、K15E（序列与K15Q相近，Q残基替换为Glu残基，无Q特征）、KV18（VKVKVKVKVKVKVKVKVKV，18肽，无磷酸化修饰与Q残基，K15Q的未修饰类似物）、EAK16-I（AEAEAKAKAEAEAKAK，16肽，离子互补型，无磷酸化修饰与Q残基）、LK13（LKLKLKLKLKLKL，13肽，强碱性，无磷酸化修饰与Q残基）、pKV-Q（含Q残基的磷酸化KV短肽，10-15肽，K15Q核心序列截短体）。此类多肽中，K15E、KV18与K15Q亲缘性最高，均为KV交替序列，仅在特征残基、磷酸化修饰上存在差异；K15Q相较于MAX1，以Q残基替代Glu残基，分子结合能力与结构稳定性更优，相较于无Q残基的多肽，具备独特的分子识别功能，可根据具体研究需求（如组装调控、靶向递送、分子识别、组织适配性）选择使用。