新型药物和基因载体体系的构筑可以提高治疗效果,降低治疗过程中所产生的副作用。本课题基于肽自组装,开发构筑了高效的药物和基因载体体系。通过合理的分子设计提高了分子的自组装能力,调控了自组装体形貌;并通过在分子中引入特殊功能基团提高了体系的细胞靶向性和生物功能,增强了其与细胞膜的作用。研究一方面建立了分子结构与其自组装行为、自组装体形态与其药物负载和输送能力之间的关系;另一方面,发现所设计肽自组装体系具有较高的药物（基因药物和化学药物）负载和输运能力,有望作为优良的药物载体。（1）设计了六条具有相同氨基酸组成但是序列不同的类表面活性剂样肽,分别为G3A3V3I3K3、K3I3V3A3G3、I3V3A3G3K3、K3G3A3V3I3、V3G3I3A3K3和K3A3I3G3V3。实验和分子动力学模拟的结果表明,通过序列变化可以很好地控制肽的自组装及其与DNA的相互作用。通过优化β-折叠之间的配对模式,I3V3A3G3K3肽可以有效诱导DNA凝聚成类病毒结构。这种结构稳定性高,可实现DNA的高度凝聚并保护其免受酶的降解。进一步研究发现,DNA凝聚体的尺寸与DNA长度有密切关系,具有较小尺寸和狭窄尺寸分布的凝聚体可以将DNA有效地输运到细胞中。（2）设计了七条多肽分子Nap-FF-GPLGLAG（CKn）mC（简写为（CKn）mC,n=2,3,5,m=2,3,4）、Nap-FF-GPLGLAG（CRn）mC（简写为（CRn）mC,n=2,3,5,m=2,3,4）、Nap-FF-GPLGLAGCK11C。它们主要由三部分组成,第一部分为Nap-FF-自组装基元,通过提供π-π相互作用和疏水相互作用来促进水溶液中的肽自组装;第二部分为-PLGLA-片段,它可以被基质金属蛋白酶特异性切割,以期获得酶响应性自组装行为;第三部分为亲水片段,其中（CK2）4C、（CK3）3C、（CK5）2C、CK11C四条肽的亲水片段由赖氨酸（Lys）和半胱氨酸（Cys）组成,（CR2）4C、（CR3）3C、（CR5）2C条肽的亲水片段由精氨酸（Arg）和Cys组成,其中,Cys可以通过二硫键形成稳定组装体结构,Lys（Arg）和Cys残基的个数和位置改变用于调节分子所带的电荷性质、数目和分布,从而调控分子的自组装及与DNA的共组装行为。通过DNA亲和实验和转染实验发现,上述七条肽可以有效诱导DNA的凝聚并保护其不被酶所降解。而且,在人胚肾上皮细胞（293E）基因转染实验中,（CK2）4C、（CK3）3C、（CK5）2C、CK11C、（CR2）4C、（CR3）3C、（CR5）2C七条肽均取得了较高的转染效率,分别为29.67%、49.49%、37.73%、11.39%、54.49%、48.74%、48.98%。含Lys的（CK2）4C、（CK3）3C、（CK5）2C、CK11C四条多肽的转染效果要稍弱于含Arg的（CR2）4C、（CR3）3C、（CR5）2C三条肽的转染效果,但总体上七条肽都达到了较高的基因转染效率,有望作为基因载体使用。（3）将多肽（CK2）4C、（CR5）2C与Nap-FFGPLGLARKRK-NH2（RKRK）进行复合,基于肽共组装体系,以期借助RKRK的药物负载能力及（CK2）4C或（CR5）2C的基因转染能力,构筑高效的基因和药物共输运载体。实验发现（CK2）4C/RKRK和（CR5）2C/RKRK两种肽复配体系都能够诱导有效的DNA凝聚,保护DNA不被酶解,并且在293E细胞中成功表达了绿色荧光蛋白（GFP）。在药物负载方面,（CK2）4C/RKRK复合体系获得了约12%的药物负载效果,并且两个体系都成功地将阿霉素（DOX）递送到了细胞中。此体系目前存在的问题是基因转染效率偏低,在后续研究中需要改变体系条件,提高基因转染效率,优化基因和药物共输运效果。