基于新型功能化磁性納米材料的磷酸化肽段和糖肽的富集研究.pdf

1、蛋白質(zhì)的可逆磷酸化是一種非常重要的翻譯后修飾,它調(diào)節(jié)著如細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)、細(xì)胞分化、細(xì)胞生長(zhǎng)、細(xì)胞凋亡等幾乎所有的生命活動(dòng),也被形象地描述為細(xì)胞生理活動(dòng)的分子開關(guān)。因此,對(duì)蛋白質(zhì)磷酸化的研究有助于全面理解蛋白質(zhì)的各項(xiàng)功能及其機(jī)理?，F(xiàn)今,蛋白質(zhì)磷酸化的研究方法是先將蛋白質(zhì)酶解,而后利用生物質(zhì)譜對(duì)磷酸化肽段的氨基酸序列和磷酸化位點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確地鑒定。但磷酸化蛋白質(zhì)的含量較低,磷酸化肽段的離子化效率較差,且非磷酸化肽段的存在將嚴(yán)重抑制磷酸化肽段的質(zhì)譜

2、信號(hào),這些原因?qū)е吕觅|(zhì)譜直接對(duì)磷酸化肽段進(jìn)行準(zhǔn)確分析面臨很大困難。因此在質(zhì)譜分析前需對(duì)磷酸化肽段進(jìn)行選擇性富集,而發(fā)展新型的富集技術(shù)成為當(dāng)前蛋白組學(xué)研究的熱點(diǎn)。蛋白質(zhì)的糖基化是另一種重要的翻譯后修飾。糖蛋白在分子識(shí)別、細(xì)胞成長(zhǎng)、尤其是在免疫反應(yīng)中都有著重要作用?，F(xiàn)今糖蛋白已被用作癌癥治療、診斷和檢測(cè)的標(biāo)志物。雖然生物質(zhì)譜技術(shù)有很大的進(jìn)步,但對(duì)糖蛋白的鑒定和分析仍面臨眾多問題。為解決此問題,需在質(zhì)譜分析前對(duì)糖蛋白或糖肽進(jìn)行選擇性富集,從

3、而進(jìn)一步提高檢測(cè)方法的靈敏度。近來,磁性納米材料基于自身磁性已應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)中的多個(gè)領(lǐng)域。而功能化磁球作為一種新型的分析技術(shù)已在蛋白質(zhì)組學(xué)研究中得到廣泛的應(yīng)用。
　　本論文針對(duì)上述蛋白質(zhì)組學(xué)研究中的兩個(gè)熱點(diǎn)問題,將功能化磁球與蛋白質(zhì)分析結(jié)合起來,開展了一系列研究工作,發(fā)展了相關(guān)的新技術(shù)新方法,并進(jìn)行了實(shí)際的應(yīng)用研究。主要研究?jī)?nèi)容和取得的研究成果摘要如下:
　　第一章概述了蛋白質(zhì)磷酸化和糖基化修飾的研究現(xiàn)狀。首先介紹了蛋白質(zhì)磷

4、酸化的重要性及其特點(diǎn)。對(duì)現(xiàn)今磷酸化蛋白質(zhì)研究中的生物質(zhì)譜技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單地闡述。歸納并總結(jié)了磷酸化蛋白質(zhì)/肽段的富集方法,對(duì)其原理和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了介紹。然后簡(jiǎn)單介紹了糖蛋白的特點(diǎn)及現(xiàn)有的富集方法,并概述了功能化磁球在蛋白質(zhì)組學(xué)研究中的應(yīng)用。最后作者闡述了本論文的選題意義和目的。
　　第二章首先利用一種新的簡(jiǎn)便方法將磷酸基團(tuán)修飾于磁球表面。然后利用磷酸基團(tuán)修飾磁球固定Zr4+離子并考察了其對(duì)磷酸化肽段的富集效果?；赯ou的報(bào)道,用磷酸

5、基團(tuán)作為螯合劑可使固定的金屬離子更為穩(wěn)定,同時(shí)有助于提高富集選擇性。但現(xiàn)有的將磷酸基團(tuán)修飾于磁球表面的方法過于繁雜,同時(shí)修飾過程中所使用的試劑有毒。本部分工作極大地簡(jiǎn)化了修飾過程,并將新制備的材料用于了磷酸化肽段的富集。
　　第三章介紹了Fe3O4@C@Ta2O5磁球的合成方法及其在磷酸化肽段富集中的應(yīng)用。本部分工作第一次將Ta2O5用于磷酸化肽段的富集。利用標(biāo)準(zhǔn)磷酸化蛋白對(duì)其富集效率和選擇性進(jìn)行評(píng)價(jià),并將其用于實(shí)際樣品中磷酸化肽

6、段的富集。最后對(duì)比了Ta2O5和TiO2的富集差異性,發(fā)現(xiàn)二者之間存在著約50％的富集差異。
　　第四章介紹了Fe3O4@C@SnO2磁球的合成方法及其在磷酸化肽段富集中的應(yīng)用。基于Sturm的研究報(bào)道,SnO2對(duì)磷酸化肽段富集具有較高的選擇性。但傳統(tǒng)的溶膠凝膠法不適用于合成核殼結(jié)構(gòu)的Fe3O4@c@SnO2磁球。本部分工作利用簡(jiǎn)單的兩步水熱反應(yīng)和一步溶劑熱反應(yīng),合成了Fe3O4@c@SnO2磁球。利用標(biāo)準(zhǔn)磷酸化蛋白對(duì)其富集效率和

7、選擇性進(jìn)行評(píng)價(jià),考察了SnO2和TiO2之間富集選擇性的差異,證實(shí)SnO2較于TiO2具有更好的富集選擇性。
　　第五章利用簡(jiǎn)便快捷的自組裝方法合成了核殼結(jié)構(gòu)的Fe3O4@C@Au磁球。首先利用本實(shí)驗(yàn)組先前報(bào)道的方法合成了Fe3O4@C磁球。然后通過靜電作用將PDDA修飾于Fe3O4@C磁球表面。由于Fe3O4@C磁球表面吸附了帶正電荷的PDDA,因此可有效地吸附帶負(fù)電荷的金納米離子,從而合成了具有核殼結(jié)構(gòu)的Fe3O4@C@Au磁