【摘要】：作為生命體的重要組成部分,蛋白質(zhì)在各個領域支撐著細胞的生命過程,發(fā)揮其獨特的生理功能。隨著人類基因組草圖的完成,蛋白質(zhì)結構與功能的關系逐漸成為生命科學研究的前沿。而蛋白質(zhì)的翻譯后修飾過程,如磷酸化,甲基化,乙�；�,泛素化,糖基化等對細胞的結構和功能的調(diào)控發(fā)揮重要作用,且與許多疾病的發(fā)生密切相關,從而得到科學家們的廣泛關注。獲得高純的天然蛋白是蛋白質(zhì)結構與功能關系的研究得以展開的前提,傳統(tǒng)的生物提取法和基因表達法得到的蛋白質(zhì)遠遠不能滿足當前研究的需要。蛋白質(zhì)的化學全合成法理論上能夠克服生物提取法和基因表達法的缺陷,在原子尺度對蛋白質(zhì)結構實現(xiàn)精確調(diào)控。另外,基于化學法的蛋白生物正交標記或修飾,能夠?qū)崿F(xiàn)細胞中蛋白質(zhì)定位,從而幫助科學家更深入地理解蛋白與細胞內(nèi)其他組分相互作用或者蛋白質(zhì)生物代謝過程的機理,而這些修飾或者標記的蛋白分子難以通過生物表達獲得。通過化學合成或者修飾,研究者們能夠得到高純的天然蛋白或者特定位點修飾的蛋白,而不受修飾位點,修飾類型和修飾數(shù)量的影響。這些通過化學合成或者修飾方法得到的結構確定的目標分子,有利于科研工作者們在分子水平上更清楚理解蛋白質(zhì)的結構與功能的關系。因此,蛋白質(zhì)的化學合成和修飾方法越來越受到研究者的關注。近年來,科研工作者們發(fā)展了各種各樣的關于蛋白質(zhì)化學合成以及修飾的策略,但仍有一些挑戰(zhàn)待解決,其中包括多肽片段的連接和N-糖基化修飾。本文以蛋白質(zhì)化學中多肽片段連接和修飾為主要目標,著重考察多肽片段自然化學連接之后的光催化脫硫和基于4-硝基苯硫酚酯胺解的多肽片段的N-糖基化,同時也對W(Mo)/S/Cu銅原子簇催化疊氮與炔基環(huán)加成反應的催化活性進行初步探索,并對該方法進行初步應用。本論文主要內(nèi)容如下:首先,對蛋白質(zhì)化學合成和選擇性修飾的發(fā)展進行簡要概述,并對多肽片段連接方法和生物正交修飾的方法及應用進行歸納和總結。其次,用光催化劑三聯(lián)吡啶氯化釕和三苯基膦三間磺酸鈉鹽代替自由基引發(fā)劑和三(2-羧乙基)膦,以小分子半胱氨酸和谷胱甘肽為模型,實現(xiàn)可見光誘導的光催化半胱氨酸脫硫。該方法優(yōu)化后條件被成功應用于含半胱氨酸的多肽模型分子的脫硫,并以十一條含半胱氨酸多肽為底物考察該光催化反應的適用范圍,結果證明可見光誘導的光催化脫硫方法對多肽鏈中天然氨基酸側鏈殘基,含硫基團,糖基等兼容性較好。我們將該脫硫方法與自然化學連接方法結合,實現(xiàn)線性多肽片段的連接以及天然產(chǎn)物環(huán)肽的化學合成。另外,從簡單的活潑酯胺解出發(fā),以氨基單糖和Fmoc保護的甘氨酸活潑酯為底物,優(yōu)化出適用于N-糖基化的4-硝基苯硫酚酯。通過4-硝基苯硫酚酯多肽與氨基糖的胺解,我們實現(xiàn)了糖基與多條肽鏈連接,并拓展底物范圍。此外,簡化了寡糖供體唾液酸糖肽的提取過程,實驗結果表明基于4-硝基苯硫酚酯多肽胺解的N-糖基化過程對寡糖同樣適用。將此方法與ligation/desulfurization方法結合,實現(xiàn)糖肽片段的連接。最后,首次將結構多樣的W(Mo)/S/Cu銅原子簇應用于催化疊氮與炔基的環(huán)加成反應,考察結構不同的W(Mo)/S/Cu銅原子簇的催化活性,優(yōu)化出催化活性最好的[NH4]2[WS4Cu4I4]銅原子簇,并對[NH4]2[WS4Cu4I4]銅原子簇催化反應的底物范圍進行拓展。另外,[NH4]2[WS4Cu4I4]銅原子簇成功應用于催化糖類和聚乙二醇等生物相容性好的分子或材料的修飾反應,為蛋白質(zhì)化學各生物分子的修飾和改性提供一種新的途徑。
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【學位授予單位】：華中師范大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O629.73

【參考文獻】

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本文編號：2370658