基于二肽的聚合物材料及其在糖分離和糖肽富集中的應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于材料化學領域，尤其設及一種基于二膚的聚合物材料及其在糖分離和 糖膚富集中的應用。
【背景技術】
[0002] 蛋白質(zhì)的糖基化修飾調(diào)控真核細胞許多重要的生物過程，包括免疫應答、細胞粘 附和穿行。許多疾病的發(fā)生與蛋白質(zhì)糖基化的變異有關。另外，現(xiàn)有的腫瘤標志物和蛋白 類藥物絕大多數(shù)都是糖蛋白。由此，對糖蛋白的結構進行表征非常重要。但是，糖膚在生物 樣品中濃度很低（人體中高豐度蛋白中前22種蛋白約占血漿蛋白總量的99%，糖蛋白的含 量大致是千分之一），加上在質(zhì)譜中非糖膚（特別是白蛋白和免疫球蛋白）的離子抑制作用 使得糖膚難于檢測；因此，在質(zhì)譜分析前對糖膚進行選擇性富集非常重要。
[0003] 目前，糖蛋白組學研究的技術策略主要集中在膚段水平上。已有的富集糖膚的策 略包括凝集素親和色譜法、阱化學法、棚酸親和色譜法及親水作用色譜法等。運些方法都有 固有的局限性。如凝集素親和作用色譜存在糖基化覆蓋率低的問題怔ubota，etal.Anal. 化em. 200引；阱化學對糖膚的選擇性高，但破壞了糖鏈結構，導致糖鏈生物學信息的丟失 [Zhang,H.;etal.化t.Biotechnol.2003];親水作用色譜對糖膚具有普適性，但是選擇性 很低，無法實現(xiàn)對復雜生物樣品進行全面的糖蛋白組學鑒定。
[0004] 因此，研發(fā)一種新型高選擇性且高吸附量的糖膚分離富集材料成為本領域技術人 員的研究熱點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種高選擇性且高吸附量的基于二膚的聚合物材料及其在 糖分離和糖膚富集中的應用。
[0006] 本發(fā)明為解決上述技術問題所采用的方案為：
[0007] 二膚化合物，其通過W下方法篩選獲得：
[0008] 1)測定N種具有不同組合方式的二膚序列與7種代表性單糖之間的結合能力，獲 得N組結合常數(shù)測定值Ka'，每組結合常數(shù)測定值的數(shù)目為7個，將每組的所述7個結合常 數(shù)測定值分別減去其中的結合常數(shù)測定值的最小值，然后再將分別減去最小值后得到的7 個數(shù)值W最大值和最小值間的差值作歸一化處理，分別得到Sr至S7'，將Sr至S7'由小 至大排布，得到結合常數(shù)的測定值分布；
[0009] 2)提供一組歸一化后的結合常數(shù)的理想Ka值的分布，其數(shù)值分布為：0,1/6,1/3， 1/2, 2/3,5/6，1，運些數(shù)值在（0，1)區(qū)間內(nèi)呈現(xiàn)出均等排布；
[0010] 3)計算標準偏離參數(shù)D，所述標準偏離參數(shù)D代表結合常數(shù)的測定值分布與結合 常數(shù)的理想值分布之間的偏差，共計N個D值，其具體定義如下：
[mii]h1。。、'.忍雨項Τ漏-^顆;雨而沉而;顧;齋'^爾;7系萬琢;?忍可巧 '= Υ分 手
[0012] 4)計算步驟1)得到的每組結合常數(shù)測定值中結合力最大值與結合力最小值的比 值R，共計N個R值；
[0013] 5)W每種二膚序列的親水值作為XY坐標軸中的X值，W每種二膚序列對應的D值 作為XY坐標軸中的y值確定一個點，從而得到具有N個離散點的D值分布圖，選取親水值 為-1. 5至0且D為0至15之間的點對應的多種二膚序列；
[0014] 6)W每種二膚序列的親水值作為XY坐標軸中的X值，W每種二膚序列對應的R值 作為XY坐標軸中的y值確定一個點，從而得到具有N個離散點的R值分布圖，選取親水值 為-1. 5至0且R為5至20之間的點對應的多種二膚序列；
[0015] 7)選取步驟5)得到的多種二膚序列和步驟6)得到的多種二膚序列中相同的二膚 序列，從而得到所述二膚化合物；
[001引其中，N為26X26;所述7種單糖如下所示：
[0017]
〇'
[0018] 上述方案中，當所述單糖為唾液酸化u5Ac時，得到N個結合常數(shù)的測定值，W每種 二膚序列的親水值作為XY坐標軸中的X值，W每種二膚序列對應的結合常數(shù)的測定值Ka 作為XY坐標軸中的y值確定一個點，從而得到具有N個離散點的Ka值分布圖，選取親水值 為-1. 5至0且Ka為巧-30)X103L/mol之間的點對應的多種二膚序列。
[0019] 上述方案中，所述二膚化合物為：
[0020]
[0021] 二膚功能單體，其由二膚化合物中的一個氨基鍵合一個含雙鍵的基團得到。
[0022] 基于二膚的聚合物材料，將所述的二膚功能單體通過雙鍵聚合到基質(zhì)的表面上， 從而得到具有功能表面的所述聚合物材料。
[0023] 上述方案中，所述基質(zhì)為氧化物多孔材料、無機半導體材料、金屬材料或金屬氧化 物材料。
[0024] 所述的基于二膚的聚合物材料在分離單糖、二糖、Ξ糖、寡聚多糖、唾液酸類單糖 或多糖中的應用。
[0025] 所述的基于二膚的聚合物材料在富集和純化糖膚或糖蛋白，W及具有不同糖鏈結 構、糖鏈異構體的糖膚分離中的應用。
[0026] 本發(fā)明的有益效果為：
[0027] 本發(fā)明開發(fā)了一種基于結合常數(shù)測定和分析的組合化學篩選策略，開發(fā)了多種二 膚化合物，再將雙鍵（如丙締酷基）接枝在運些二膚末端，進一步通過表面引發(fā)一原子轉(zhuǎn)移 自由基聚合的方法，將二膚功能單體接枝到各種材料基底上，得到多種均聚的聚合物色譜 分離材料。通過親水分離模式，由運些二膚聚合物填料裝填的液相分析色譜柱，展現(xiàn)出了對 單糖、二糖、寡聚多糖、唾液酸類多糖優(yōu)異的分離能力。進一步將聚合物修飾的材料與柱固 相萃取模式或分散固相萃取模式有機地結合，可W從復雜生物樣本中實現(xiàn)對糖膚的高選擇 性、高重復性和高通量的富集，能夠從1000倍的牛血清白蛋白干擾中，準確而高效地提取 出目標糖膚。此外該材料還能夠區(qū)分出具有不同糖鏈結構，糖鏈異構體的糖膚鏈片段，為糖 蛋白質(zhì)組學分析提供了豐富的信息。由于運些優(yōu)勢，基于此類聚合物材料開發(fā)的富集方法 學，可W顯著提高糖蛋白鑒定數(shù)目，有望在復雜人體組織樣本中大批量富集糖膚，并構筑同 位素定量分析方法對目標糖膚進行準確的分析鑒定，進而在大規(guī)模分離純化糖蛋白等領域 獲得廣泛的應用。
【附圖說明】
[0028] 圖1為理想情況下的結合常數(shù)化a)分布和實際測量得到的結合常數(shù)（Ka')分布。
[0029] 圖2為結合常數(shù)的離散分布偏離指數(shù)（D)與二膚親水值之間的關系。
[0030] 圖3為結合常數(shù)最大值與最小值的比值（時與二膚親水值之間的關系。
[0031] 圖4為針對唾液酸的結合常數(shù)Ka與二膚親水值之間的關系。
[0032] 圖5為W丙締酷胺化Pro-Asp,Pro-Glu，Tyr-Asp為例的合成步驟圖。
[0033] 圖6為Pro-Asp聚合物修飾的多孔硅膠的熱重分析曲線。
[0034] 圖7為Pro-Asp聚合物修飾的多孔硅膠的等溫吸附曲線。
[0035] 圖8為Pro-Asp聚合物修飾的多孔硅膠的XI^碳元素組成。
[0036] 圖9為Pro-Asp聚合物修飾的多孔硅膠的XPS氮元素組成。
[0037] 圖10為Pro-Asp聚合物修飾的多孔硅膠的Zeta電勢與抑值的關聯(lián)。
[0038] 圖11為Pro-Asp聚合物修飾的多孔硅膠的掃描電鏡照片。
[0039] 圖12為Pro-Asp聚合物修飾的色譜材料對寡聚半乳糖混合物的分離色譜圖。
[0040] 圖13為Pro-Asp或Pro-Glu聚合物修飾的色譜材料對寡聚果糖混合物的分離色 譜圖。
[0041] 圖14為Pro-Asp聚合物修飾的色譜材料對兩種連接方式不同的唾液酸Ξ糖的分 離色譜圖。
[0042] 圖15為基于Pro-Asp聚合物色譜固定相材料的結構圖。
[0043] 圖16為Pro-Asp聚合物材料對糖膚的富集效果圖。
[0044] 圖17為Asp-Tyr聚合物材料對糖膚的富集效果圖。
[0045] 圖18為Pro-Glu聚合物修飾的色譜材料對糖膚的分離色譜圖。
【具體實施方式】
[0046] 為使本發(fā)明的內(nèi)容、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，W下結合具體實施例和附圖 進一步闡述本發(fā)明，運些實施例僅用于說明本發(fā)明，而本發(fā)明不僅限于W下實施例。
[0047] 實施例中所用原料及設備：
[0048]娃片由SiliconMaterialsCo;rporation(Germany)購得，HPLC柱色譜填料硅膠 (氨基修飾）由