糖蛋白作為蛋白質翻譯后修飾的最重要產物之一,參與了許多復雜的生物過程。研究表明,糖蛋白異常的表達水平與許多疾病的發(fā)生密切相關,因此糖蛋白的特定分析對某些疾病的早期診斷和實時監(jiān)測具有重要意義。然而,復雜生物體系中糖蛋白的低豐度和其他基質的干擾為糖蛋白的研究帶來了巨大的挑戰(zhàn)。因此,在分析前對糖蛋白進行有效的分離與富集顯得至關重要。本論文主要針對糖蛋白的分離與富集展開,制備了兩種基于硼酸親和作用的納米材料用以高效分離糖蛋白,在此基礎上構建了一種分子印跡共振光傳感器高靈敏檢測糖蛋白。具體內容如下:1.設計合成了一種硼酸親和的磁性羥基磷灰石用于分離富集糖蛋白。首先,以磁性羥基磷灰石為基底,通過靜電相互作用將聚乙烯亞胺包覆在其表面,然后再通過酰胺反應共價接枝苯硼酸。所制備的納米材料對糖蛋白具有高的結合能力,對卵清蛋白（OVA）、轉鐵蛋白（TFR）和辣根過氧化物酶（HRP）的吸附量分別為586.43 mg/g、457.57 mg/g和527.57 mg/g。2.制備了一種基于新型Wulff-型硼酸分子組改性的磁性金屬有機框架印跡聚合物用于生理條件下特異性識別卵清蛋白。首先以磁性金屬有機框架材料為基底... 

【文章來源】：湘潭大學湖南省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【圖文】：

凝集素親和法分離富集糖蛋白/糖肽示意圖

湘潭大學碩士學位論文3主要包括以下幾步：1）首先利用高碘酸鹽等強氧化劑將糖蛋白末端的鄰二醇氧化成醛基；2）將氧化得到的醛基與固體基質上的肼基團偶聯(lián)形成腙鍵，從而分離富集糖蛋白/糖肽；3）固相基質上糖蛋白/糖肽的釋放。目前，已經提出了許多基于肼化學的糖蛋白分離富集方法[26-28]。例如，Che等人設計了基于肼化學的富集法用于分析人血漿外泌體中的N-糖基化蛋白質，結合液相色譜和質譜成功鑒定出131個N-糖基化蛋白質[29]。Zhang課題組合成了一系列肼官能化的磁性納米粒子用于分離糖蛋白，其中己二酸二酰肼修飾的磁性納米粒子表現(xiàn)出對牛胎球蛋白優(yōu)異的富集能力[30]。圖1-2肼化學法分離富集糖蛋白/糖肽流程圖肼化學法在糖蛋白分離富集中表現(xiàn)出專一性強，富集效率高等優(yōu)勢，但該方法需要對糖蛋白進行氧化處理，會破壞糖蛋白中的糖鏈，且反應條件不易控制，這不利于實際應用。1.2.3親水相互作用法眾所周知，糖鏈中富含的羥基具有強極性，可與水形成氫鍵，這使得糖蛋白/糖肽表現(xiàn)出強親水性，而某些非糖蛋白因缺乏糖鏈結構所以具有強疏水性[31-33]。近年來，利用親疏水性差異，開發(fā)了許多基于親水相互作用的功能材料用于分離富集糖蛋白。例如，Hong等人制備了用于鈦（IV）固定的親水性植酸涂覆的磁性石墨烯材料，來富集糖肽和磷酸肽，結合高效液相色譜和質譜，該材料從200μgHeLa細胞中鑒定出了393個N-糖肽和574個磷酸肽[34]。Chen等成功合成了一種角叉菜膠官能化的親水性納米復合材料用于糖肽的富集，并從小鼠肝組織中鑒定出了來自129個糖蛋白的149個糖肽[35]。

湘潭大學碩士學位論文4親水相互作用法由于具有適用性廣、操作簡單等優(yōu)點，而被廣泛應用于糖蛋白/糖肽的分離富集。然而，該方法對糖肽具有普遍富集能力，不能區(qū)分不同類型的糖肽，因此仍存在一定局限性[36-37]。1.2.4硼酸親和法硼酸親和法在糖蛋白分離富集領域一直備受關注，該方法與肼化學法類似都是通過共價鍵結合糖蛋白/糖肽上的順式二醇將糖蛋白/糖肽固定在基質上，從而達到分離富集的目的[38-42]。具體機理如圖1-3所示，硼酸與順式二醇的反應是可逆的，在堿性環(huán)境下，硼酸基團可與順式二醇發(fā)生酯化反應形成五元或六元環(huán)酯，而當環(huán)境變成酸性時，硼酸酯發(fā)生水解釋放出糖蛋白/糖肽[43-46]。近年來，各種基于硼酸親和作用的新材料被應用于糖蛋白/糖肽的分離富集中。Gu等制備了一種由3-丙烯酰氨基苯基硼酸（PAAPBA）改性的磁性納米粒子，該粒子對糖蛋白表現(xiàn)出優(yōu)異的富集性能，在循環(huán)使用5次后仍保持了較高的分離效率（~94%）[47]。Wang等人成功將苯并硼惡唑（AOPB）引入到磁性微球表面，合成了具有核-殼結構的磁性功能化材料，這種材料對糖蛋白表現(xiàn)出快的吸附速率（10分鐘）和良好的富集能力，并且在大腸桿菌裂解物或胎牛血清中也表現(xiàn)出對糖蛋白的高選擇性[48]。圖1-3硼酸親和法分離富集糖蛋白示意圖根據(jù)硼酸親合法原理，在堿性環(huán)境中硼酸配體對順式二醇表現(xiàn)出很強的親和力，在中性條件下親和力有所下降，然而堿性環(huán)境通常不利于生物樣品的穩(wěn)定性，這導致硼酸親和法在糖蛋白組學的應用仍存在一定的局限性。為解決這一難題，許多科學家提出開發(fā)具有低pKa值的硼酸配合物來降低硼酸配體與順式二醇的結合pH[49-50]。目前，主要有以下三種策略來降低配體的pKa值：1）在配體分子中引入吸電子基團（如磺酰基）[51]；2）在配體分子的鄰位?

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3414981