多肽是蛋白质结构和功能的浓缩体，具有天然的、优越的生物相容性，为药物研发提供了优质的原料库。分析多肽药物制剂市场的成果、发展前景和遇到的障碍，不难发现，多肽要从药物设计的前体走到临床应用，需要在结构和功能上进行优化，改善其在体内的稳定性和生物利用率。本文主要从线性的多肽分子水平和多肽纳米载药系统两个角度，对比较成功的多肽优化方案进行了分析和回顾。我们希望多肽药物前体可以通过与各种生物相容性良好的材料进行组合设计，依据结构稳定化、功能多样化和多价协同化的设计原则，获得多重的优化效果。在功能多肽与材料的组合设计过程中，对多肽和材料的相互作用模式和机理进行探索和思考;在组合方案微调和设计方案优化的过程中，尝试不同的组合方案，建立结构与功能之间的关系。材料与多肽相互作用规律的探索及细胞效应的研究，可以为多肽与材料的组合设计和多肽类药物的优化提供有价值的第一手资料。　　本论文的主要研究工作分为以下三部分内容:　　1.基于铱(Ⅲ)金属配合与功能多肽组合的多肽磷光环化方法　　我们设计了一种基于铱(Ⅲ)金属配合与组氨酸配位反应的多肽磷光环化方法。利用一系列双末端为组氨酸的模式肽检测环化大小对该环化反应的结合能力和反应动力学进行表征，我们发现成环大小适中多肽展示出最佳的结合亲和力和生理条件下的稳定性。利用环化多肽Ir-HRGDH证明通过该磷光环化方法获得的环状多肽具有比线性RGD和荧光标记的传统环化RGD多肽更好的选择靶向性和入胞能力。在Ir-HRGDH的帮助下，原本难以入胞的阳离子毒性多肽(KLAKLAK)2的入胞能力也大大提高，并且展示出明确的选择性杀伤肿瘤细胞的能力。　　2.基于纳米金与功能多肽组合设计的纳米组装运载平台　　基于纳米金和多肽的组合设计，我们构建了一个由20 nm的纳米金作为核心，通过生物素化的CALNN多肽基序包裹稳定纳米金颗粒，并利用罗丹明标记的具有四聚体结构的链霉亲和素为整个平台引入红色荧光并为生物素化多肽的进一步组装提供功能化接口。该纳米组装复合物通过动力蛋白依赖的、小窝蛋白介导的内吞途径高效入胞，展示出精准的线粒体靶向特性。高效的入胞能力、精准的线粒体靶向功能以及多价化的组装让阳离子毒性多肽KLA在搭载到该纳米组装运载平台上后，展示出了显著优化了的肿瘤细胞杀伤功能。　　3.多肽-脂质纳米颗粒作为纳米运载系统的设计与应用研究　　我们分析了多肽的结构和理化性质与稳定构建脂质纳米颗粒能力之间的关系，例如α螺旋结构，疏水性，疏水界面的分布等;摸索脂质纳米颗粒制备过程中多肽和脂分子的最佳投料比例，比较了多肽多价化对脂质体形成的影响;利用这个多肽-脂质纳米颗粒载药系统可以包裹尼罗红染料以及毒性化合物Ir(ppy)2-DIP并将其送入细胞。有毒化合物Ir(ppy)2-DIP在包裹后的细胞毒性维持不变，但溶血性得到了明显改善。这部分内容尚未完成，但也为多肽-脂质纳米颗粒载药系统的设计构建积累了数据，总结了设计的原则。