蛋白质-高分子结合体在金表面自组装行为的研究

发布时间：2020-08-21 14:58

【摘要】：蛋白质-高分子结合体指的是在蛋白质的特定位置与高分子链以特定的方式结合所形成的共轭物。将高分子链与蛋白质进行结合可以提高蛋白质的溶解性,延长其半衰期,增强稳定性以及降低免疫原性,进而拓宽了两种材料的适用范围和应用效率。本课题共分为三大部分,第一部分主要合成一种引发剂使其可以与被5'-磷酸吡哆醛(PLP)活化的牛血清白蛋白(BSA)的氮端发生转氨反应。这种引发剂的两端分别带有氨基基团和酰溴基团,为2-溴-2-甲基丙酸-2-氨氧基乙酯(ABM)。ABM引发剂与活化的蛋白质反应生成带有酰溴基团的大分子引发剂BSA-Br。第二部分以甲基丙烯酸寡聚乙二醇酯(OEGMA)为单体,配位剂为五甲基二乙烯三胺(PMDETA),催化剂为CuCl,在磷酸缓冲液(PB)中通过原子转移自由基聚合的方法(ATRP)来使OEGMA单体在大分子引发剂BSA-Br上发生原位聚合反应,来制备BSA-POEGMA的结合体。课题研究过程中通过使用红外光谱仪(FT-IR),紫外分光光度计(UV-Vis),基质辅助激光解析串联飞行时间质谱仪(MALDI-TOF-MS)表征各个步骤的产物及最终产物BSA-POEGMA结合体有预期结构。第三部分用SPR(表面等离子体共振光谱)技术研究了制备的BSA-POEGMA结合体在金片表面的自组装行为。还研究了在金片表面吸附BSA-POEGMA结合体或BSA后对其他蛋白质(溶菌酶(Lys),牛血纤维蛋白原(Fib))吸附行为的影响。本实验结果表明,BSA被PLP活化并被成功地被ABM修饰成为大分子引发剂BSA-Br,且成功在BSA的氮端接枝上了一条POEGMA的高分子链。制备的BSA-POEGMA结合体在金片表面有良好的吸附效果,即可以在金片表面完成自组装过程。研究发现结合体上POEGMA链的引入降低了 BSA与Lys间的静电吸引作用,且降低了 BSA与Fib间的静电排斥作用,即连接上的POEGMA的链可以降低BSA的电荷作用。
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG146.31
【图文】：

即只有这两种氨基酸含有自由的羧基。我们知道的是氨基酸通过氨基和羧逡逑基的脱水缩合作用形成肽键（酰胺键）。所以，含有这两种氨基酸的蛋白质也可以与逡逑含有氨基的高分子发生脱水缩合反应形成稳定的酰胺键。如图１－４所示，蛋白质中的逡逑羧基可以先被ＮＨＳ和ＥＤＣ活化，形成不太稳定的ＮＨＳ酯，然后再与高分子链端存逡逑在的－ＮＨ２发生反应生成稳定的酰胺键。活化的羧基当然也可以与蛋白质表面可能存在逡逑的自由氨基（如天冬酰胺，谷酰胺，赖氨酸等Ｒ基中都含有氨基）直接发生反应形成逡逑交联。逡逑0逡逑ｆ＾Ｎ－ＯＨ邋0邋0逡逑0－Ｃ００Ｈ＾ｒ邋Ｃ＾ｎ－0＾ｏ逡逑ｏ逡逑0逡逑逦ｒ－ＮＨ２逡逑图１－４蛋白质分子中的羧基与高分子结合１４１逡逑Ｆｉｇ．．邋１－４邋Ｐｒｏｔｅｉｎｓ邋ｃｏｎｊｕｇａｔｉｎｇ邋ｐｏｌｙｍｅｒｓ邋ｖｉａ邋ｃａｒｂｏｘｙｌ邋ｇｒｏｕｐ邋ｏｆ邋ｐｒｏｔｅｉｎｓ１４＇逡逑１邋＿２．１．４点击化学逡逑由上述可知，将蛋白质和高分子结合的方法实质上是要对蛋白质活性位点的确逡逑定，以及对蛋白质及高分子的活化。在反应中，有很多条件可能会影响到蛋白质及高逡逑分子的活化，比如：反应溶液的ｐＨ、温度。同时，由于可参与反应的氨基酸残基可能逡逑分布在蛋白质分子的不同位置，因此，要想确定蛋白质可与高分子发生结合反应的被逡逑修饰的确切位点也是很困难的。想要实现对蛋白质的特定位点进行修饰就要要求所使逡逑用的修饰剂具有专一特定性。所以，亲和性的标记试剂开始被人们广泛的研宄与使用。逡逑这是一类结构与反应性蛋白质相似底物或配体的类似物

即只有这两种氨基酸含有自由的羧基。我们知道的是氨基酸通过氨基和羧逡逑基的脱水缩合作用形成肽键（酰胺键）。所以，含有这两种氨基酸的蛋白质也可以与逡逑含有氨基的高分子发生脱水缩合反应形成稳定的酰胺键。如图１－４所示，蛋白质中的逡逑羧基可以先被ＮＨＳ和ＥＤＣ活化，形成不太稳定的ＮＨＳ酯，然后再与高分子链端存逡逑在的－ＮＨ２发生反应生成稳定的酰胺键。活化的羧基当然也可以与蛋白质表面可能存在逡逑的自由氨基（如天冬酰胺，谷酰胺，赖氨酸等Ｒ基中都含有氨基）直接发生反应形成逡逑交联。逡逑0逡逑ｆ＾Ｎ－ＯＨ邋0邋0逡逑0－Ｃ００Ｈ＾ｒ邋Ｃ＾ｎ－0＾ｏ逡逑ｏ逡逑0逡逑逦ｒ－ＮＨ２逡逑图１－４蛋白质分子中的羧基与高分子结合１４１逡逑Ｆｉｇ．．邋１－４邋Ｐｒｏｔｅｉｎｓ邋ｃｏｎｊｕｇａｔｉｎｇ邋ｐｏｌｙｍｅｒｓ邋ｖｉａ邋ｃａｒｂｏｘｙｌ邋ｇｒｏｕｐ邋ｏｆ邋ｐｒｏｔｅｉｎｓ１４＇逡逑１邋＿２．１．４点击化学逡逑由上述可知，将蛋白质和高分子结合的方法实质上是要对蛋白质活性位点的确逡逑定，以及对蛋白质及高分子的活化。在反应中，有很多条件可能会影响到蛋白质及高逡逑分子的活化，比如：反应溶液的ｐＨ、温度。同时，由于可参与反应的氨基酸残基可能逡逑分布在蛋白质分子的不同位置，因此，要想确定蛋白质可与高分子发生结合反应的被逡逑修饰的确切位点也是很困难的。想要实现对蛋白质的特定位点进行修饰就要要求所使逡逑用的修饰剂具有专一特定性。所以，亲和性的标记试剂开始被人们广泛的研宄与使用。逡逑这是一类结构与反应性蛋白质相似底物或配体的类似物

体之前通过对Ｐ乳球蛋白Ａ的修饰反应，使得出现两种带相反电荷的ｐＬＧＡ，因此最逡逑终也会生成两种带相反电荷结合体，这两种结合体通过增压作用下由于两亲作用与电逡逑荷作用会自发的发生自组装行为生成直径为８０－ｌＯＯｎｍ的球形胶囊，如图１－７所示。逡逑ＥＤＣ邋／邋ＤＭＡＰ／ＣＨＣＩ，逡逑ＰＥＧｊｊｑｏ逦Ｔｅｔｒａｚｏｌｅ逦ＰＥＧ－Ｔｅｔｒａｚｏｌｅ逡逑ＰＥＧ－Ｋ逡逑—逡逑？－曼－＃逡逑图１－７ＰＬＧ邋Ａ－ＰＥＧ结合体的合成与自组装过程逡逑Ｆｉｇｕｒｅ．邋１－７邋Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ邋ａｎｄ邋ｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙ邋ｏｆ邋ｓｕｐｅｒｃｈａｒｇｅｄ邋ｐＬＧ邋Ａ－ＰＥＧ邋ｃｏｎｊｕｇａｔｅｓ邋ｉｎｔｏ邋ｎａｎｏｃａｐｓｕｌｅｓ逡逑８逡逑

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本文编号：2799518