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、蛋白質的可逆磷酸化是一種非常重要的翻譯后修飾,它調節(jié)著如細胞信號傳導、細胞分化、細胞生長、細胞凋亡等幾乎所有的生命活動,也被形象地描述為細胞生理活動的分子開關。因此,對蛋白質磷酸化的研究有助于全面理解蛋白質的各項功能及其機理?，F(xiàn)今,蛋白質磷酸化的研究方法是先將蛋白質酶解,而后利用生物質譜對磷酸化肽段的氨基酸序列和磷酸化位點進行準確地鑒定。但磷酸化蛋白質的含量較低,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重抑制磷酸化肽段的質譜

2、信號,這些原因導致利用質譜直接對磷酸化肽段進行準確分析面臨很大困難。因此在質譜分析前需對磷酸化肽段進行選擇性富集,而發(fā)展新型的富集技術成為當前蛋白組學研究的熱點。蛋白質的糖基化是另一種重要的翻譯后修飾。糖蛋白在分子識別、細胞成長、尤其是在免疫反應中都有著重要作用?，F(xiàn)今糖蛋白已被用作癌癥治療、診斷和檢測的標志物。雖然生物質譜技術有很大的進步,但對糖蛋白的鑒定和分析仍面臨眾多問題。為解決此問題,需在質譜分析前對糖蛋白或糖肽進行選擇性富集,從

3、而進一步提高檢測方法的靈敏度。近來,磁性納米材料基于自身磁性已應用于生物醫(yī)學中的多個領域。而功能化磁球作為一種新型的分析技術已在蛋白質組學研究中得到廣泛的應用。
　　本論文針對上述蛋白質組學研究中的兩個熱點問題,將功能化磁球與蛋白質分析結合起來,開展了一系列研究工作,發(fā)展了相關的新技術新方法,并進行了實際的應用研究。主要研究內容和取得的研究成果摘要如下:
　　第一章概述了蛋白質磷酸化和糖基化修飾的研究現(xiàn)狀。首先介紹了蛋白質磷

4、酸化的重要性及其特點。對現(xiàn)今磷酸化蛋白質研究中的生物質譜技術進行了簡單地闡述。歸納并總結了磷酸化蛋白質/肽段的富集方法,對其原理和優(yōu)缺點進行了介紹。然后簡單介紹了糖蛋白的特點及現(xiàn)有的富集方法,并概述了功能化磁球在蛋白質組學研究中的應用。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便方法將磷酸基團修飾于磁球表面。然后利用磷酸基團修飾磁球固定Zr4+離子并考察了其對磷酸化肽段的富集效果?；赯ou的報道,用磷酸

5、基團作為螯合劑可使固定的金屬離子更為穩(wěn)定,同時有助于提高富集選擇性。但現(xiàn)有的將磷酸基團修飾于磁球表面的方法過于繁雜,同時修飾過程中所使用的試劑有毒。本部分工作極大地簡化了修飾過程,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用。本部分工作第一次將Ta2O5用于磷酸化肽段的富集。利用標準磷酸化蛋白對其富集效率和選擇性進行評價,并將其用于實際樣品中磷酸化肽

6、段的富集。最后對比了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用。基于Sturm的研究報道,SnO2對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構的Fe3O4@c@SnO2磁球。本部分工作利用簡單的兩步水熱反應和一步溶劑熱反應,合成了Fe3O4@c@SnO2磁球。利用標準磷酸化蛋白對其富集效率和

7、選擇性進行評價,考察了SnO2和TiO2之間富集選擇性的差異,證實SnO2較于TiO2具有更好的富集選擇性。
　　第五章利用簡便快捷的自組裝方法合成了核殼結構的Fe3O4@C@Au磁球。首先利用本實驗組先前報道的方法合成了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電荷的金納米離子,從而合成了具有核殼結構的Fe3O4@C@Au磁