發(fā)展蛋白質(zhì)修飾新方法用于蛋白質(zhì)--聚合物偶聯(lián)研究.pdf

1、人工賦予新功能的蛋白質(zhì)在諸多前沿領(lǐng)域的研究中均具有重要用途。如攜帶有同位素或者成像標(biāo)簽的蛋白質(zhì)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的研究中被廣泛使用;另外在生物質(zhì)能源領(lǐng)域的研究與應(yīng)用中，酶的固定化以及高聚物化同樣具有重大意義。因此，發(fā)展簡單高效的修飾反應(yīng)以得到更多具有新型實(shí)用功能的蛋白質(zhì)成為了一個多領(lǐng)域交叉的重大的研究方向。最近基于亞胺鍵形成的腙連接修飾策略以及二氨基二酸修飾策略在賦予蛋白質(zhì)新功能上均取得了重大進(jìn)展。對于腙連接策略而言，其在生理?xiàng)l件下較低的反

2、應(yīng)效率以及催化劑毒性等問題一直困擾著研究者。雖然發(fā)展出的許多種快速反應(yīng)試劑可以用來實(shí)現(xiàn)無催化劑的腙連接反應(yīng)，但是這些對于快速反應(yīng)試劑的研究探索均停留在模型反應(yīng)層面，并沒有實(shí)現(xiàn)對于真實(shí)蛋白質(zhì)底物的修飾。另外對于二氨基二酸策略來說，其關(guān)鍵是設(shè)計與合成胱氨酸的衍生物二氨基二酸。然而目前該類衍生物的種類少，使用條件苛刻，且易引入毒性重金屬物質(zhì)，這些缺點(diǎn)均不利于其在蛋白質(zhì)修飾中的進(jìn)一步應(yīng)用。為了解決這些困難，提高這兩種策略在蛋白質(zhì)修飾中的易用性與

3、實(shí)用性，本文開展了兩個大方面的課題工作。
　　在第一部分工作中，作者探索了無催化劑的亞胺鍵形成反應(yīng)，發(fā)展了基于鹵素苯甲醛的無催化劑腙連接生物正交反應(yīng)。首次實(shí)現(xiàn)了對蛋白質(zhì)底物的無催化劑腙連接修飾，對泛素蛋白以及自噬相關(guān)蛋白LC3進(jìn)行了成像標(biāo)簽的標(biāo)記。但在這個最初版本的無催化劑腙連接反應(yīng)中，作者僅實(shí)現(xiàn)了熒光標(biāo)簽的引入，沒有實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)與更復(fù)雜的修飾物之間的反應(yīng)，因此存在著修飾物拓展性不佳的問題。顯然，復(fù)雜修飾物（如高分子聚合物、藥物）與

4、蛋白質(zhì)的連接更具實(shí)用性。因此作者針對修飾物拓展性差的問題設(shè)計了一種通用的鄰鹵素苯甲醛試劑。這種試劑能夠在反應(yīng)活性保持的前提下進(jìn)行復(fù)雜的修飾物拓展。作者借助這種試劑完成了對蛋白質(zhì)底物的多種復(fù)雜分子引入（如成像標(biāo)簽、藥物分子及高分子聚合物）。這一研究可為將來的纖維素酶的高分子聚合物修飾提供基礎(chǔ)。
　　在第二部分工作中，作者對二氨基二酸策略中存在的胱氨酸衍生物種類少、反應(yīng)條件苛刻問題進(jìn)行了探索。作者設(shè)計了不同鏈結(jié)構(gòu)以及帶有新型保護(hù)基的胱