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亲和吸附剂配体筛选新方法的研究

作　者: 王珺
导　师: 袁直
学　校: 南开大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 配体筛选纳米金磷酸化肽计算机模拟
分类号:
类　型: 博士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

亲和吸附剂由于具有选择性高、适用性广等优点，在生物活性物质分离、天然产物的提取及血液净化、污水处理等方面得到广泛的应用。亲和吸附剂的配体是决定亲和吸附剂选择性及分离效率的关键因素之一。因此，开发简便、高效、灵敏的亲和配体筛选方法是亲和吸附剂研究的重要内容。本论文利用纳米金溶胶特殊的光学性质，首次提出可视的亲和配体筛选方法，并对此方法的有效性进行研究。本文尝试了两种配体筛选方法：一种方法是将待选配体修饰在金颗粒上，另一种方法是将吸附目标物修饰在金颗粒上，分别向修饰后的金溶胶中加入吸附目标物或含有配体的聚合物，通过观察金溶胶的变色程度判断配体与吸附目标物的亲和性。我们分别考察了这两种配体筛选方法的有效性、灵敏度以及操作便捷性。根据筛选方法的需求，第一种方法选择寡肽YpSPTpSPS为吸附目标物，根据其结构，设计SH-Dpa-Zn2+、 SH-DMA、SH-Guanidine、SH-Pyridine四种配体，期望其通过配位、静电或氢键作用与目标肽结合；第二种方法选择CGGFGGpSG为吸附目标物，设计Dpa-Zn2+、DMAPAA、AAn三种配体，通过配位、静电或疏水作用与目标肽结合。分别通过两种筛选方法评估配体与目标肽的亲和性，考察筛选方法的灵敏度；同时，制备含有相应配体的吸附剂，通过静态吸附实验验证两种方法筛选配体的准确性。研究结果表明，两种筛选方法均是有效的，可以初步判断配体与目标物间的亲和性。筛选出的亲和性最强的配体制备的吸附剂对吸附目标物均具有很强的吸附能力。两种筛选方法的操作便捷性相当，第一种方法中金溶胶制备过程较繁琐，第二种方法需合成含有各种配体的线性聚合物。两种方法的差别在于：第一种配体筛选方法的灵敏度较低，金溶胶只对配体与目标物间较强的相互作用产生颜色响应，并且只有同时含有多个官能团的吸附目标物才能引起金溶胶聚集变色，因此其适用范围较小；而在第二种筛选方法中，配体与目标物间较弱的相互作用即可使金溶胶产生颜色变化，灵敏度大幅提高，且此方法是依靠聚合物中配体与金表面目标物之间的相互作用使金溶胶聚集变色的，对目标物的官能团数量没有特殊要求。此方法消耗样品量微少，操作较简便，是一种可视、灵敏的新型配体筛选方法。由于金颗粒表面的柠檬酸根呈负电性，可能影响筛选过程中配体与目标物间的静电作用。因此，我们选用聚乙二醇（PEG）作为金溶胶稳定剂，考察不同分子量PEG对金溶胶稳定性的影响；通过动态光散射的方法研究不同分子量PEG修饰金溶胶的Zeta电势以及饱和修饰量，以此为基础选择PEG5k为金溶胶的稳定剂，以消除金溶胶的负电荷对配体与目标物间静电作用的影响。近年来，随着分子模拟计算模块的逐步完善，其在新药设计及配体筛选中得到了广泛的应用。本文通过分子对接方法，为中药有效成分吸附剂筛选高亲和性配体。针对黄酮结构特点设计了多种氢键类配体，通过Autodock计算成功筛选出对黄酮具有高亲和性的二乙胺基配体。由此配体制备的吸附剂可以仅通过一次吸附洗脱即可从银杏叶提取物中得到纯度为99.4%的黄酮产品。此外，本文亦通过分子对接方法研究了人工受体与寡肽间的相互作用，计算受体与寡肽的对接结合能，研究Autodock用于多肽受体预筛选的有效性，并对受体与多肽间的结合模式及结合位点进行探讨，为新型人工受体的设计与机理研究提供帮助。

全文目录

摘要  5-9
Abstract  9-22
第一章引言  22-73
  第一节亲和吸附剂配体筛选方法简介  22-30
    1.1.1 亲和吸附剂配体  22-28
    1.1.2 传统配体筛选方法  28-30
  第二节新型亲和吸附剂配体筛选方法研究简介  30-42
    1.2.1 表面等离子共振（SPR）筛选法  30-32
    1.2.2 等温滴定微量热（ITC）筛选法  32-35
    1.2.3 分子模拟筛选法  35-42
  第三节纳米金溶胶的研究现状简介  42-50
    1.3.1 纳米金溶胶的基本性质  42-44
    1.3.2 纳米金溶胶的应用简介  44-50
  第三节课题的提出  50-51
  参考文献  51-73
第二章小分子配体修饰纳米金的配体筛选研究  73-112
  第一节前言  73-74
  第二节吸附目标物与配体分子的设计  74-75
    2.2.1 吸附目标物的选择  74
    2.2.2 配体分子的设计  74-75
  第三节吸附目标物与配体修饰纳米金相互作用的研究  75-88
    2.3.1 试剂与仪器  75-76
    2.3.2 配体分子的合成及表征  76-77
    2.3.3 纳米金溶胶的制备及表征  77-79
    2.3.4 金溶胶的配体修饰  79-85
    2.3.5 配体修饰纳米金溶胶与吸附目标物 YS7-2p 的相互作用研究  85-88
  第四节静态吸附实验对纳米金筛选结果的验证  88-107
    2.4.1 试剂与仪器  88-90
    2.4.2 单体的制备与表征  90-95
    2.4.3 吸附剂的制备与表征  95-101
    2.4.4 吸附剂对目标吸附物 YS7-2p 的静态吸附研究  101-104
    2.4.5 吸附实验结果与筛选结果差别的分析  104-107
  本章小结  107-109
  参考文献  109-112
第三章吸附目标物修饰纳米金的配体筛选研究  112-143
  第一节前言  112-113
  第二节吸附目标物与配体分子的设计  113-114
    3.2.1 吸附目标物的选择  113
    3.2.2 配体分子的设计  113-114
  第三节配体聚合物与吸附目标物修饰金溶胶的相互作用研究  114-130
    3.3.1 仪器与试剂  114-115
    3.3.2 配体聚合物的制备及表征  115-121
    3.3.3 吸附目标物修饰纳米金溶胶的制备及表征  121-123
    3.3.4 配体聚合物与修饰金溶胶相互作用的研究  123-130
  第四节静态吸附实验对纳米金筛选结果的验证  130-138
    3.4.1 仪器与试剂  130-131
    3.4.2 吸附剂的制备与表征  131-132
    3.4.3 吸附实验对金溶胶筛选结果的验证  132-138
  第五节本章小结  138-141
  参考文献  141-143
第四章聚乙二醇用于金溶胶稳定剂的研究  143-159
  第一节前言  143
  第二节不同分子量 PEG 修饰金溶胶稳定性的研究  143-149
    4.2.1 试剂与仪器  143-144
    4.2.2 实验方法  144
    4.2.3 不同分子量 PEG 对金溶胶稳定性的研究  144-149
  第三节 PEG 修饰金溶胶 Zeta 电势的研究  149-150
    4.3.1 试剂与仪器  149
    4.3.2 不同分子量 PEG 对金溶胶 Zeta 电势的影响  149-150
  第四节 PEG 修饰金溶胶饱和修饰量的研究  150-155
    4.4.1 实验方法  150-151
    4.4.2 金溶胶 PEG 饱和修饰量的研究  151-155
  第五节本章小结  155-157
  参考文献  157-159
第五章分子模拟方法在吸附剂配体筛选及分子间相互作用方面的研究  159-179
  第一节前言  159-160
  第二节 AutoDock 筛选高选择性分离银杏黄酮内酯吸附剂配体研究  160-166
    5.2.1 分离物及吸附剂配体的选择  160-161
    5.2.2 AutoDock 筛选高选择性吸附剂配体  161-164
    5.2.3 吸附实验对分子对接结果的验证  164-166
  第三节 AutoDock 对人工受体与多肽相互作用模式的研究  166-174
    5.3.1 新型 CTD 多肽人工受体的研究  166-169
    5.3.2 分子模拟对受体与 CTD 肽结合机理研究  169-174
  第四节本章小结  174-176
  参考文献  176-179
全文结论  179-183
参考文献  183-212
致谢  212-216
个人简历在学期间发表的学术论文与研究成果  216-220

亲和吸附剂配体筛选新方法的研究

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