親和性離子液體的合成及應(yīng)用于組氨酸標(biāo)簽蛋白純化的研究.pdf

1、離子液體(Ionic Liquids，ILs)是近年來(lái)研究廣泛的一種綠色溶劑。離子液體具有很多優(yōu)良的特性，比如寬的液態(tài)范圍、熱力學(xué)穩(wěn)定性、高離子電導(dǎo)率等，而且離子液體與很多有機(jī)物溶解性良好、可燃性低、蒸汽壓可忽略。以上特性使離子液體被應(yīng)用于眾多的全新的領(lǐng)域，比如耐高溫潤(rùn)滑劑、萃取溶劑、合成與催化的反應(yīng)溶劑及太陽(yáng)能或燃料電池的新式電解液。離子液體通常被用作傳統(tǒng)有機(jī)溶劑的環(huán)境友好型替代品應(yīng)用在化學(xué)反應(yīng)中作為分子溶劑使用。近期，離子液體的功能

2、化研究興起，通過(guò)離子液體支載功能化基團(tuán)賦予離子液體額外的功能特性。本文以離子液體作為萃取溶劑，利用離子液體可設(shè)計(jì)的特性將氮雜大環(huán)功能性配體與疏水性離子液體鏈接構(gòu)建親和性離子液體（Affinity Ionic Liquid，AIL），通過(guò)氮雜大環(huán)螯合金屬離子構(gòu)成復(fù)合物，利用螯合的金屬離子對(duì)組氨酸標(biāo)簽特異的親和性對(duì)組氨酸標(biāo)簽蛋白進(jìn)行特異性親和純化。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)以咪唑、1-溴辛烷、1，6-二溴己烷等為基本原料合成烷基咪

3、唑陽(yáng)離子;以乙二醇、二乙烯三胺、對(duì)甲苯磺酰氯為基本原料合成功能性配體;鏈接烷基咪唑陽(yáng)離子與功能性配體，并通過(guò)陰離子交換得到疏水性AIL。主要中間產(chǎn)物及最終產(chǎn)物均通過(guò)NMR、MS等方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)鑒定。
　　(2)對(duì)于AIL與離子液體[bdmim][NTf2]構(gòu)成的離子液體二元萃取體系進(jìn)行金屬離子螯合特性測(cè)試。配制含梯度AIL質(zhì)量的二元萃取體系，分別螯合Cu2+、Ni2+、Zn2+三種金屬離子，通過(guò)原子吸收分光光度計(jì)火焰法測(cè)金屬離子吸收

4、量。發(fā)現(xiàn)當(dāng)AIL含量過(guò)高時(shí)“三明治結(jié)構(gòu)”的形成會(huì)影響金屬離子結(jié)合量。通過(guò)FITC-(His)6-OH測(cè)試了AIL對(duì)于聚六組氨酸多肽的親和性，結(jié)果表明只有當(dāng)AIL螯合金屬離子后才會(huì)對(duì)FITC-(His)6-OH產(chǎn)生親和性。
　　(3)在不同離子強(qiáng)度條件下研究了M-AIL(M=Cu、Ni、Zn)對(duì)組氨酸標(biāo)簽增強(qiáng)型綠色熒光蛋白(His-tag EGFP)萃取量的變化。結(jié)果表明，隨著離子強(qiáng)度的升高Cu-AIL結(jié)合His-tag EGFP的

5、量減少，Ni-AIL、Zn-AIL的結(jié)合量逐漸上升。說(shuō)明了離子強(qiáng)度對(duì)于親和介質(zhì)與蛋白質(zhì)之間的靜電效應(yīng)及疏水作用的影響。同時(shí)，研究了不同AIL含量的萃取體系對(duì)于His-tag EGFP萃取量的影響，表明金屬離子與AIL形成的“三明治結(jié)構(gòu)”是影響蛋白質(zhì)的萃取量的重要因素。
　　(4)將M-AIL應(yīng)用于大腸桿菌表達(dá)總蛋白的中His-tag EGFP的純化。選擇適宜的AIL含量，在高離子強(qiáng)度條件下進(jìn)行His-tag EGFP的純化。結(jié)果表

6、明:Cu-AIL親和性最強(qiáng)，對(duì)于His-tag EGFP的選擇性最差;Ni-AIL受限于其低的金屬離子結(jié)合量，獲得的目的蛋白最少;Zn-AIL能有效地親和His-tag EGFP，純化效率相對(duì)最佳。并結(jié)合以上不同親和介質(zhì)的特性，開(kāi)發(fā)出了利用Zn-AIL與Cu-AIL的二次純化體系，獲得了純度約為90％的His-tag EGFP。
　　(5)重復(fù)利用能力是離子液體利用的一項(xiàng)重要指標(biāo)，本文研究了M-AIL連續(xù)使用過(guò)程中對(duì)His-tag