【摘要】：C-反應蛋白(C-reactive protein,CRP)在機體的先天免疫系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的保護作用,但是它的某些生理學功能如促炎、細胞因子刺激、促動脈粥樣硬化和促血栓等卻存在一定的爭議。研究表明,商業(yè)化CRP中含有的內(nèi)毒素、NaN_3等污染物是這些爭議產(chǎn)生的主要原因。因此,為了解決這些爭議以驗證CRP的生理學功能和拓寬其臨床應用范圍,如何獲得高純度無污染、結(jié)構(gòu)和功能完整的人源CRP是一個亟待解決的問題。磷脂酰膽堿(phosphorylcholine,PC)因其優(yōu)異的生物相容性而被廣泛應用于生物醫(yī)學領域,同時作為CRP的關(guān)鍵配體而備受關(guān)注。但是,在CRP的純化中,傳統(tǒng)的PC材料存在制備繁瑣、機械強度差、傳質(zhì)速率慢和非特異性吸附高等缺點,難以滿足高效快速純化復雜體系中CRP的迫切需求。因此,本論文擬在前期工作的基礎上,研制具有不同交聯(lián)劑、間隔臂長度/數(shù)量及配體排布方式的仿生磷脂酰膽堿聚合物材料,研究它們對CRP吸附性能的影響,探討它們與CRP之間的作用機理差異,為后期新型CRP親和純化材料和方法的開發(fā)提供科學依據(jù)。論文的主要內(nèi)容和結(jié)論如下:第一章,系統(tǒng)介紹了CRP的基本情況,包括其臨床應用、結(jié)構(gòu)與功能等。重點討論了CRP與PC的結(jié)合機制及其生理學功能爭議,并對CRP的純化進行了簡要概括。此外,對仿生磷脂酰膽堿聚合物材料的應用進行了詳細綜述,主要涉及其生物相容性和CRP的人工受體兩個方面。在此基礎上,提出了本論文的研究思路與創(chuàng)新點。第二章,制備了具有不同交聯(lián)劑、間隔臂長度/數(shù)量及配體排布方式的仿生磷脂酰膽堿聚合物材料,以研究它們對CRP吸附性能(特異選擇性、吸附容量、親和力和加標人血清樣品中CRP的純化)的影響。首先對這些材料的表面電荷、配體密度、比表面積和孔徑大小等進行了表征。結(jié)果表明,所制備的仿生磷脂酰膽堿聚合物材料不僅適于生物大分子的分離分析,而且還具有抗蛋白質(zhì)非特異性吸附的潛質(zhì)。第三章,研究了交聯(lián)劑對CRP吸附性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),三種不同交聯(lián)劑組成的仿生磷脂酰膽堿聚合物材料對CRP不僅具有良好的特異選擇性,而且對其吸附容量和親和力相近,表明交聯(lián)劑對CRP的特異選擇性、吸附容量和親和力沒有明顯的影響。但是,只有Poly(MPC-co-MBA)和Poly(MPC-co-PDA)才能有效純化加標人血清樣品中的CRP,且兩者的純化效果明顯優(yōu)于Poly(MPC-co-EDMA),表明交聯(lián)劑極性的增加帶來的仿生磷脂酰膽堿聚合物材料親水性的增強能有效避免蛋白質(zhì)的非特異性吸附。第四章,研究了間隔臂長度/數(shù)量對CRP吸附性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),三種不同間隔臂長度/數(shù)量的仿生磷脂酰膽堿聚合物材料對CRP均具有良好的特異選擇性,但是它們會影響聚合物材料對CRP的吸附容量和親和力。研究表明,適當?shù)拈g隔臂長度和數(shù)量能夠減少CRP與PC結(jié)合過程中的空間位阻作用,增加CRP與PC配體之間的有效結(jié)合幾率,從而提高聚合物材料對CRP的吸附容量。但是,過高的吸附容量可能會增強CRP之間的空間排斥作用,導致CRP-PC復合物的穩(wěn)定性變差,親和力減弱。然而,只有長鏈Poly(MDPC-co-EDMA)才能有效純化加標人血清樣品中的CRP,且其純化效果明顯優(yōu)于短鏈Poly(MPC-co-EDMA),表明適當長度的間隔臂能夠有效避免雜蛋白在聚合物材料表面的非特異性吸附;而雙鏈Poly(MDSPC-co-EDMA)的純化效果略優(yōu)于短鏈Poly(MPC-co-EDMA),但明顯不如長鏈Poly(MDPC-co-EDMA),表明雙鏈Poly(MDSPC-co-EDMA)中的另外一條疏水性烷基鏈對復雜人血清樣品中的蛋白質(zhì)有一定的非特異性吸附作用。第五章,研究了配體排布方式對CRP吸附性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),與Poly(MPC-co-MBA)相比,當PC配體僅排布有磷酸Poly(EGMP-co-MBA),或膽堿Poly(METAM-co-MBA),或磷酸與膽堿等摩爾橫向排布Poly(E1M1-co-MBA)時對CRP均無吸附作用,表明PC配體結(jié)構(gòu)的完整性及其官能團的固有空間排布方式是保證CRP與之結(jié)合的先決條件。然而,當PC配體位于整個分子的中間充當連接臂時所制備的仿生磷脂酰膽堿聚合物材料Poly(MMPC)不僅能夠特異選擇性地吸附CRP,而且擁有一個較大的吸附容量,只是親和力略低于Poly(MPC-co-MBA)中末端游離的PC配體,這可能與兩種聚合物中PC配體與CRP的結(jié)合行為不同有關(guān)。此外,Poly(MMPC)因其更強的親水性而能有效地抗蛋白質(zhì)非特異性吸附,從而展現(xiàn)出了優(yōu)異的加標人血清樣品中CRP純化的效果,其純度高達98%,非常具有開發(fā)應用的前景。第六章,對全文進行系統(tǒng)性總結(jié),并對仿生磷脂酰膽堿聚合物材料及CRP作用機理的后續(xù)研究工作進行了展望。
【學位授予單位】：暨南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：R318.08
【圖文】：

CRP的水平與分級

圖 1-3: CRP 的結(jié)構(gòu)與暴露面Fig. 1-3. Structure and exposed faces of CRP CRP 與 PC 的結(jié)合作用RP 通過與受損細胞膜上的兩性離子極性頭部磷脂酰膽堿（phosphorylch合而激活補體系統(tǒng)[28]。如圖 1-4a 所示，CRP 的每個原體都能發(fā)生這種的與 PC 的特異性結(jié)合作用。PC 的結(jié)合位點由一個疏水性的口袋和兩個圖 1-4b），其中疏水性口袋由 64 位亮氨酸、66 位苯丙氨酸和 76 位蘇氨酸，兩個 Ca2+通過與來自一級結(jié)構(gòu)不同部分的氨基酸的側(cè)鏈和主鏈羰基相互RP 相結(jié)合[62]。RP-PC 復合物的晶體結(jié)構(gòu)（圖 1-4c）表明 66 位苯丙氨酸和 81 位谷氨酸是 PC 特異性結(jié)合的兩個關(guān)鍵氨基酸。PC 的磷酸酯基團（P=O 和 P-O-）直

炎癥部位的 CRP 主要以 pCRP*的形式存在，并負責激活補體系統(tǒng)，進而加劇炎癥反應。圖1-6 為 pCRP 向 pCRP*的構(gòu)象重排過程及 pCRP*與補體蛋白 C1q 的作用模型示意圖。

【參考文獻】

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1 鄒漢法;吳明火;王方軍;吳仁安;葉明亮;;整體柱制備技術(shù)的新進展及其在蛋白質(zhì)組學中的應用[J];色譜;2009年05期

本文編號：2790032