基于叠氮基-氰基点击化学的苯硼酸亲和硅胶的制备及其在糖蛋白/糖肽选择性富集中的应用

硼亲和色谱法在糖肽/糖蛋白选择性富集中的应用趋于成熟。硼酸亲和材料的选择性，生物相容性，制备过程是否简便均是开发新型苯硼酸功能化材料需要考虑的问题。该研究立足硼酸亲和材料开发的关键问题，设计并开发了一种新型苯硼酸亲和硅胶（TCNBA）。该材料采用基于叠氮基-氰基的无铜催化点击化学方法进行合成，生物相容性好，制备方法简便。红外光谱和X射线光电子能谱图表征结果证明材料合成成功。TCNBA的糖肽富集选择性利用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）进行评价，结果表明，TCNBA能够分别从辣根过氧化物酶（HRP）和免疫球蛋白G（IgG）酶解液中鉴定出13个和11个糖肽；以HRP和牛血清白蛋白（BSA）酶解液混合物（物质的量比1：10）作为研究对象，富集后能够鉴定出5个糖肽。TCNBA的糖蛋白富集选择性利用十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳法（SDS-PAGE）进行评价，以HRP、IgG、核糖核酸酶B（RNaseB）作为考察对象，结果表明，TCNBA对糖蛋白具有较好的富集选择性。以实际样品人血清为测试对象验证TCNBA在实际生物样品中的应用价值。结果显示，富集后非糖蛋白得到较大程度去除，糖蛋白得以富集。所制备的材料和方法具有大规模实际蛋白质样品分离处理的应用前景。     

糖蛋白/糖肽分离富集中的化学

糖蛋白在许多生命过程中有重要的作用.糖蛋白/糖肽在复杂生物样品中的低丰度以及糖链结构的微观不均一性使其分离富集成为糖蛋白质组学研究中的难点,本文将糖蛋白/糖肽分离富集过程中使用的化学方法根据所应用的化学反应或外源功能基团的种类分为:肼化学方法,氨化学方法,硼酸化学法, β-消除米氏加成化学法;并对各化学方法的原理和优缺点进行了描述和讨论.     

功能化磁性纳米材料在糖蛋白及糖肽富集中的研究进展

蛋白质糖基化作为最重要的翻译后修饰之一,在生物体诸如细胞信号转导、蛋白质翻译调控、免疫应答等诸多生命过程中发挥重要作用。此外,蛋白质的异常糖基化还与肿瘤等疾病的发生发展密切相关,这为以糖蛋白为目标的疾病生物标志物的发现提供了可能。尽管质谱已经成为糖蛋白质组学的重要分析工具,但糖肽的低丰度和低电离效率使得其直接质谱分析仍面临挑战。在糖蛋白质组学研究中,从复杂的生物样品中富集糖蛋白和糖肽是重要的环节。磁性固相萃取(MSPE)是一种操作简单、成本低和萃取效率高的样品预处理方法。在磁性固相萃取中,磁性吸附剂是影响萃取效果的关键,将功能化磁性纳米材料作为吸附剂进行糖蛋白质组学研究已经得到广泛应用。该文综述了糖分子、离子液体、凝集素、硼酸亲和配体、金属有机框架、共价有机骨架等功能化磁性纳米材料的制备及其在糖蛋白及糖肽富集中的应用。上述功能化磁性纳米材料具有高比表面积、大量作用位点等特点,其富集机理包括亲水相互作用色谱、凝集素亲和作用色谱、硼酸化学法和肼化学法等,主要应用于血清、血浆、细胞、组织、唾液等样品的糖蛋白和糖肽的富集。该文引用了近十年来发表的约90篇源于科学引文索引(SCI)与中文核心期刊的相关论文,并于文末对磁性纳米材料在糖蛋白和糖肽富集领域的发展趋势进行了展望。     

用于N-糖肽/糖蛋白分离富集的新型材料

蛋白质糖基化在调节各种复杂的生物过程中,如分子识别、免疫应答和蛋白质折叠等起着至关重要的作用。由于糖肽/糖蛋白在复杂生物样品或临床样品中丰度较低,进行糖蛋白组学分析前往往需要进行目标蛋白的分离富集。研究开发具有高效糖蛋白分离富集能力的新型材料对糖蛋白/糖肽的研究具有重要意义。近年来报道了许多新型糖蛋白分离富集材料,如有机高分子材料、生物基材料、新型有机骨架材料和新型功能复合材料等。这些材料因其结构、生物相容性和理化性质等特点,从不同层面推动了糖蛋白分离富集技术的发展。本文就目前国内外有关糖肽/糖蛋白分离富集的新型材料进行了总结和讨论,并对其未来发展提出展望。     

氧化石墨烯固定化凝集素的制备及在糖蛋白/糖肽富集中的应用

生物体内蛋白质的糖基化修饰调控着细胞识别、细胞黏附和迁移以及免疫应答等多种生理过程,并与多种人类重大疾病的发生、发展密切相关。因此对蛋白质糖基化修饰的鉴定,不仅能够为生物学机理研究提供重要信息,对疾病诊断标志物和治疗靶标的发现也至关重要。然而在复杂生物体系中,大多数糖蛋白为低丰度蛋白质,其含量与现有质谱仪器的检测灵敏度之间存在较大差距,所以对含有不同糖型结构的糖蛋白进行全面/高效的富集,是实现高灵敏度糖蛋白鉴定的必由之路。凝集素富集作为一种有效的糖蛋白富集方法,已在糖蛋白质组学研究中得到了广泛的应用。针对现有凝集素功能化材料存在负载量偏低以及富集效率有限等问题,我们制备了两种以氧化石墨烯(GO)为载体的新型固定化凝集素,利用GO比表面积大,功能基团含量高,分散性、化学稳定性好等特点,实现了高负载量的凝集素固定(GO-ConA 2.073 mg/mg, RSD=1.0%; GO-WGA 1.908 mg/mg, RSD=0.14%)。同时考察了材料的可重复使用性与稳定性:每隔3天测一次同一GO-lectin材料对对应糖蛋白的富集效果,可以看出材料合成两周内富集效果都>200 μg/mg。将该GO-lectin成功应用于糖蛋白、糖肽的选择性富集,在糖蛋白质组学研究中体现出良好的应用潜力。     

糖蛋白/糖肽的分离富集方法*

蛋白质糖基化是一种重要的翻译后修饰,糖基化对蛋白质的结构和功能有着重要的影响。目前,作为蛋白质组学的一个组成部分,糖蛋白质组学是备受关注的研究热点。而从复杂的生物样品体系中富集糖蛋白/ 糖肽是蛋白质糖基化研究的重点和难点,本文就糖蛋白/糖肽分离富集方法的研究进展和应用作了简要概述。这些方法包括常用的凝集素亲和法、硼酸法、肼化学法和亲水作用法,还包括分子筛法、强阳离子交换法等新方法。     

基于纳米粒子的糖蛋白/糖肽分离富集方法

蛋白质糖基化是一种重要的蛋白质翻译后修饰方式,糖基化对蛋白质的结构和功能有着非常重要的影响。在血清或者组织提取液中,一些低浓度的糖蛋白/糖肽是具有高度临床灵敏性和特异性的生物标记物,这些生物分子可能对疾病发生机理探讨、疾病标记物发现及蛋白类新药开发提供重要信息。由于糖蛋白/糖肽的丰度低,从复杂的生物样品中高选择性富集糖蛋白/糖肽一直是糖蛋白组学的难点和重点。纳米结构的材料因其大比表面积、丰富的活性亲和位点和特殊结构,已经广泛应用于糖蛋白/糖肽的分离富集中。本文对基于金、SiO₂、TiO₂、Fe₃O₄、金刚石和聚合物纳米粒子为载体的糖蛋白/糖肽分离富集方法的研究进展作了简要概述,并且阐明了糖蛋白/糖肽分离富集方法所面临的挑战,最后,对其未来发展方向做了展望。     

共价有机骨架功能材料及其在糖肽选择性富集中的应用

蛋白质糖基化是生物体中最重要的翻译后修饰手段之一,糖蛋白/糖肽的有效分离和富集成为目前糖蛋白组学研究的首要问题.对于复杂的生物样本,糖蛋白的数量较少,酶解后大量高丰度非糖基化修饰肽的存在,使得低丰度糖肽的检测更加困难.因此,需要一些手段来有效地富集糖肽以提高其检测丰度,发展高选择性的糖肽富集材料及方法就成为在分子水平上...     

基于巯基-烯点击反应制备有机-无机杂化硼酸亲和整体柱用于糖蛋白的选择性富集

发展了以巯基-烯点击反应制备有机-无机杂化硼酸亲和整体柱的新方法。首先以四甲氧基硅烷(TMOS)和巯丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)作为反应单体,采用溶胶-凝胶反应制备表面含巯基的硅胶整体柱。然后利用巯基-烯(thiol-ene)的点击反应在整体柱上修饰硼酸配基3-丙烯酰胺基苯硼酸(AAPBA),制成AAPBA-硅胶杂化亲和整体柱。对影响硼酸亲和整体柱性能的条件如TMOS与MPTMS的比例、聚乙二醇和甲醇的用量等进行了优化。并采用扫描电镜、红外光谱等分析仪器对整体柱形貌和机械稳定性能进行了表征。研究了AAPBA-硅胶杂化亲和整体柱的分离性能,结果表明,其在中性条件下对含有顺式二醇的生物小分子核苷具有良好的特异亲和能力,并已成功地应用于卵清蛋白、辣根过氧化物酶等糖蛋白的分离。基于巯基-烯反应的制备方法新颖、可靠,可用于制备多种不同类型的硼酸亲和整体柱,具有较大的应用前景。     

重组含糖识别结构域的人源半乳糖凝集素-3在糖蛋白/糖肽富集中的应用

植物凝集素是广泛使用的糖蛋白富集和识别材料,动物凝集素则较少被尝试用于糖蛋白富集。基于人源半乳糖凝集素-3的糖识别结构域（CRD）,设计了两种重组凝集素：Gal3C （一个CRD）和Tetra-Gal3C （四重串联CRD）。通过将两种凝集素固定于链霉亲和素琼脂糖小球上,构造了富集糖蛋白的重组凝集素亲和柱。使用凝胶电泳、免疫印迹以及生物质谱技术对重组凝集素的生物特征及其糖蛋白富集能力进行了表征与评价,发现两种类型的重组凝集素对糖蛋白/糖肽都有良好的富集效果,并具有较高的特异性和灵敏度。相对于Gal3C而言,Tetra-Gal3C由于具有四重串联的CRD结构域,表现出更高的糖蛋白/糖肽富集能力。该凝集素亲和柱成功用于人肝癌细胞系HepG2的糖蛋白富集,表明重组凝集素具有从复杂生物样本中选择性识别和富集糖蛋白/糖肽的能力。     

两性离子双功能化超亲水金属有机框架纳米复合材料的制备及其用于糖肽的选择性富集

蛋白糖基化是生物体中普遍发生且重要的生物学过程,其参与多种分子生物学的功能和途径,是临床诊断重要的生物标志物.但是,糖肽因其丰度低、离子化效率低、糖链异质性等难点,使糖蛋白分析一直面临巨大的挑战.因此,研究合成了一种新型的两性离子双功能化纳米金(AuGC)修饰的超亲水性沸石咪唑骨架(ZIF-8)纳米复合材料(AuGC/...     

半胱氨酸基麦芽糖修饰亲水硅胶的制备及其对糖肽的富集

糖蛋白与糖肽在复杂生物体系中丰度一般较低,为了在糖蛋白质组学研究中深入和全面分析鉴定糖基化位点与糖链,通常需要进行富集前处理操作。该文设计并合成了一种半胱氨酸基麦芽糖修饰亲水硅胶分离介质(Cys-Mal@SiO_2),将其装填入固相萃取柱中制备新型亲水固相萃取柱。在以人免疫球蛋白G酶解液为样品进行富集鉴定时,Cys-Mal@SiO_2鉴定糖肽的质谱信号强度和信噪比比半胱氨酸修饰硅胶(Cys@SiO_2)、麦芽糖修饰硅胶(Mal@SiO_2)和商品化ZIC-HILIC更高。在复杂的鼠肝蛋白质提取物的糖蛋白质组学分析中,Cys-Mal@SiO_2共鉴定出1 551条糖肽,属于466个糖蛋白的906个N-糖基化位点,比Cys@SiO_2和Mal@SiO_2鉴定糖肽数、蛋白质数和N-糖基化位点数分别多211、67、127个和289、76、193个。将Cys-Mal@SiO_2成功应用于低丰度糖肽的选择性富集与鉴定,在糖蛋白质组学研究中体现出良好的应用潜力。     

4-巯基苯硼酸修饰二维二硫化钼纳米复合材料的制备及其用于N-糖肽特异性富集

蛋白质的N-糖基化修饰在多种生物过程中发挥着至关重要的作用,近年来的许多研究证实异常的蛋白质糖基化与多种疾病的发生发展密切相关,表明糖基化蛋白质具有较大的潜力成为新的生物标志物或者药物靶标。在样本的处理过程中,对N-糖基化肽段进行富集分离后再进行质谱分析已经成为糖蛋白质组学分析前的必要步骤。但是,由于复杂生物样本中N-糖基化肽段的丰度低和离子化效率差等问题,通过质谱鉴定N-糖肽仍然是一项艰巨的任务。研究通过将纳米金线(Au)、4-巯基苯硼酸(4-MPB)与超薄二维二硫化钼(2D-MoS₂)进行反应,成功制备了一种用于富集蛋白质N-糖基化肽段的新型功能纳米复合材料(MoS₂/Au/4-MPB)。二硫化钼纳米材料的层状结构可以为反应提供大量的可修饰位点,便于修饰纳米金线;功能基团4-巯基苯基硼酸对N-糖肽具有高度的选择性,可以对生物样品中N-糖基化肽段进行特异性富集。使用标准蛋白人免疫球蛋白G(IgG)和牛血清白蛋白(BSA)胰蛋白酶酶切产物对新型功能纳米材料的N-糖基化肽段的富集性能进行评估,其灵敏度达到5 fmol,选择性达到1∶1 000。...     

聚酰基氨基脲类多孔有机聚合物的制备及其在糖肽富集中的应用

通过均苯三甲酰肼(BTZ)和对苯二异氰酸酯(PDI)的聚合反应制备了一种新型的聚酰基氨基脲类多孔有机聚合物(POP)。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、交叉极化魔角自旋碳13核磁共振(CP-MAS13C NMR)、氮气物理吸附/脱附实验和水接触角等手段对POP-1的物理性质进行表征。其中比表面积为166 m~2/g,水接触角为46.4°,表明这种多孔材料具有良好的亲水性。因此,尝试将POP-1应用于标准蛋白质和复杂生物样品中糖肽的亲水色谱富集。通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF/MS)分析,从500 fmol人血清免疫球蛋白G(IgG)酶解液中共鉴定到19条典型的N-连接糖肽;通过毛细管液相色谱-串联质谱(c LC-MS/MS)分析,从100μg鼠肝蛋白酶解液中共鉴定到属于605个糖蛋白的1 919个糖肽的1 350个N-糖基化位点。这些结果表明POP-1在糖蛋白质组学研究中具有较强的应用潜力。     

小尺度4-巯基苯硼酸修饰纳米金粒子用于大鼠肝脏糖蛋白选择性富集和质谱鉴定研究

报道了利用硼氢化钠还原一步法合成小尺度巯基苯硼酸修饰的纳米金材料（尺寸约为3 nm）,合成方法简便快捷.利用纳米金表面的硼酸基团与糖蛋白/糖肽中顺式邻二羟基的酯化反应,成功实现了糖肽和糖蛋白的选择性富集.利用该材料对糖蛋白HRP酶解产物进行富集,经富集后糖肽质谱峰的信号强度提高近百倍;将该材料用于大鼠肝脏中糖蛋白的富集...     

巯基-环氧点击化学及其在高分子材料中的应用

巯基-环氧反应作为一类典型的“点击化学”具有反应速度快、选择性高且反应条件温和等优点,近年来备受关注。本文首先阐述了巯基-环氧反应的碱催化机理,并评述了碱性催化剂、取代基团以及溶剂等因素对于巯基-环氧反应速率的影响。归纳认为,无机碱如氢氧化锂以及有机碱如四丁基氟化铵具有较高催化活性,并比较了无机碱和有机碱催化剂的优缺点;与供电子基团连接的巯基化合物以及与吸电子基团连接的环氧化合物具有较高的反应活性,位阻效应也对其有影响;在无溶剂的本体条件下反应活性较高。同时,重点介绍了巯基-环氧反应在高分子材料领域中应用的最新进展,并将其分为在溶剂中合成结构可控的高分子（包括线型或复杂结构高分子的合成和高分子或表面的修饰改性）以及本体条件下制备性能优良且具有应用价值的高分子网络两大类进行讨论。最后,简要展望了其发展前景。     

硼酸功能化介孔纳米材料的制备及其对糖肽的富集研究

制备了一种硼酸功能化介孔纳米材料, 利用硼酸基团可以和糖肽中糖链上的顺式邻位或间位羟基发生反应形成环状二酯对糖肽进行富集, 考察并比较了不同的孵育时间、孵育缓冲液、清洗方式以及洗脱液对糖肽富集的影响, 优化了该材料富集糖肽的条件, 建立了一种硼酸功能化介孔纳米材料用于选择性富集糖肽并用基质辅助激光解吸附电离-四极离子阱-飞行时间质谱(MALDI-QIT-MS)进行糖肽分析的方法.     

水溶性硼酸亲和富集材料的制备及基于酶联免疫吸附法检测人肝微粒体糖蛋白的应用

生物样品中的糖蛋白丰度低,且在检测中易受到其它非糖蛋白的抑制和干扰,需在分析检测前对糖蛋白进行富集,但常规的基于固相材料的糖蛋白富集方法不易与生物技术中最经典的酶联免疫吸附法(ELISA)兼容.本研究以树枝状聚合物PAMAM 4.0为载体, 结合硼酸亲和技术,制备了新型水溶性硼酸亲和富集材料(DBC),并将其应用于基于ELISA的人肝微粒体中糖蛋白的检测.采用标准糖蛋白对DBC富集条件进行优化,然后考察其灵敏度和抗干扰能力,将优化后的方法应用于复杂样品人肝微粒体糖蛋白富集.结果表明,DBC对糖蛋白的富集选择性可高达100000倍,可将糖蛋白的富集信号提高100倍.以DBC为富集材料,与ELISA分析技术相结合,只需一步简单的孵育,即可实现生物样品中糖蛋白的高灵敏度、高选择性检测,为疾病相关的糖蛋白组学研究提供了一种有效的检测手段.     

基于天冬氨酸的固定化金属离子亲和色谱材料用于磷酸化肽选择性富集

采用点击化学的方法将自然界中的天冬氨酸(aspartic acid)键合到硅球上(命名为Click Asp),并将Fe3+配位到Click Asp上,合成固定金属离子亲和色谱(IMAC)材料(Fe3+-Click Asp);采用红外光谱、X射线电子能谱和扫描电镜等表征证明Fe3+-Click Asp成功合成。将此IMAC材料用于蛋白质酶解液和牛奶中的磷酸化肽的富集,实现了磷酸化肽的高选择性富集。本研究为磷酸化蛋白质组学提供了新材料和新方法。