本文關(guān)鍵詞：溫敏性聚合物聚（N-異丙基丙烯酰胺）在蛋白質(zhì)活性調(diào)控方面的應(yīng)用

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【摘要】：刺激響應(yīng)性聚合物是一類自身物理化學(xué)性質(zhì)(構(gòu)象、溶解度、浸潤(rùn)性等)可隨外界環(huán)境刺激(溫度與p H的變化等)發(fā)生改變的聚合物。其中溫度響應(yīng)性聚合物能在特定溫度下發(fā)生體積相轉(zhuǎn)變及溶解狀態(tài)的改變,被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)工程等研究領(lǐng)域。溫度響應(yīng)性聚合物聚(N-異丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)與蛋白質(zhì)的相互作用對(duì)其在生物醫(yī)學(xué)研究中的應(yīng)用具有非常重要的意義,本論文從PNIPAAm改性聚氨酯表面調(diào)控蛋白質(zhì)吸附以及直接利用PNIPAAm修飾蛋白質(zhì)構(gòu)建偶聯(lián)物調(diào)控蛋白質(zhì)活性兩方面對(duì)該聚合物的作用進(jìn)行了研究和探討。(1)通過(guò)自由基聚合在雙鍵官能化的聚氨酯(VPU)表面接枝N-異丙基丙烯酰胺(NIPAAm)與ε-賴氨酸(Lys MA)的共聚物,制備兼具溫度響應(yīng)性與纖溶功能的改性聚氨酯表面PU-P(NIPAAm-co-Lys)。通過(guò)對(duì)不同摩爾比單體共聚改性聚氨酯表面進(jìn)行1H NMR、GPC及氨基密度測(cè)試多種表征,得知改變投料比可調(diào)整聚氨酯表面的共聚物組成,表面氨基密度隨著共聚物中Lys MA占比的增加而增加。水接觸角測(cè)試結(jié)果顯示PU-P(NIPAAm-co-Lys)的最低臨界溶液溫度(LCST)在28℃左右,因而對(duì)其分別在23℃與37℃下進(jìn)行LCST上下溫度的蛋白質(zhì)吸附測(cè)試。由于目標(biāo)蛋白血纖維蛋白溶酶原(Plg)能夠特異性結(jié)合ε-賴氨酸,PU-P(NIPAAm-co-Lys)表面吸附的Plg量遠(yuǎn)高于表面PU-PNIPAAm,吸附量隨共聚物中賴氨酸比例提高而增加,而且吸附的Plg具有很高的酶活性。值得突出的是Plg在PU-P(NIPAAm-co-Lys)表面的吸附量在37℃時(shí)遠(yuǎn)高于23℃。而由于共聚物中PNIPAAm成分的抗蛋白吸附特性及改性表面對(duì)于Plg的優(yōu)先吸附,PU-P(NIPAAm-co-Lys)表面在兩種溫度下對(duì)非特異性蛋白纖維蛋白原(Fg)的吸附值都極低�？偠灾�,改性聚氨酯表面PU-P(NIPAAm-co-Lys)具有很好地排斥非特異性蛋白,顯著結(jié)合纖溶蛋白溶酶原Plg并構(gòu)建溫度響應(yīng)性纖溶系統(tǒng)而溶解血栓的功能。(2)探討通過(guò)在突變無(wú)機(jī)焦磷酸酶(PPa)活性中心附近修飾上二硫吡啶端基鏈轉(zhuǎn)移劑(CTA-Py),進(jìn)而利用表面引發(fā)RAFT聚合的方法修飾上聚合物鏈PNIPAAm,構(gòu)建具有高生物活性及溫度響應(yīng)性的偶聯(lián)物PPa-PNIPAAm。通過(guò)基質(zhì)輔助激光解吸電離-飛行時(shí)間質(zhì)譜(MALDI-TOF-MS)表征蛋白質(zhì)在化學(xué)修飾前后分子量的變化并利用Ellman法測(cè)試PPa表面自由巰基變化可得知CTA-Py成功修飾到蛋白表面。同時(shí)計(jì)算機(jī)模擬分子動(dòng)力學(xué)結(jié)果顯示二硫吡啶端基CTA(CTA-Py)修飾到PPa活性中心附近后,蛋白結(jié)構(gòu)幾乎不受影響,而馬來(lái)酰亞胺端基CTA(CTA-Ma)修飾后則改變蛋白質(zhì)構(gòu)象,直接影響其底物進(jìn)入活性中心。蛋白活性測(cè)試結(jié)果表明,與未修飾的PPa相比,修飾CTA-Py后的PPa-CTA-Py的活性得到很好的保持,而CTA-Ma的修飾則顯著降低蛋白質(zhì)的活性。進(jìn)一步,在PPa-CTA-Py基礎(chǔ)上光引發(fā)RAFT聚合制備的偶聯(lián)物PPa-PNIPAAm,蛋白活性同樣得到很好維持且能通過(guò)溫度變化得到很好的調(diào)控;并且,PNIPAAm的修飾能夠明顯提高蛋白質(zhì)在高溫下長(zhǎng)久保持活性的能力。通過(guò)聚(N-異丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)的應(yīng)用,我們成功實(shí)現(xiàn)了共聚物接枝改性聚氨酯表面對(duì)蛋白質(zhì)吸附的溫敏性調(diào)控,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了構(gòu)建蛋白質(zhì)-PNIPAAm偶聯(lián)物對(duì)蛋白質(zhì)活性的溫敏性調(diào)控。
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O631

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