高通量药物筛选中微球载体表面修饰对生物大分子固定化的影响

来源 :中国科学院成都有机化学研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liuhu8207
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高通量药物筛选是在分子水平或细胞水平上进行的一种体外测试分析,它集现代免疫分析技术、分子生物学与细胞生物学技术、计算机与自动化技术为一体,在较短时间内对庞大数量的化合物库进行快速分析,为发现新型药物进一步提供先导化合物。和传统的药物筛选方法相比,该方法普遍具有快速、简便、微量、高效的特点,因而在新药的研究与开发中具有至关重要的作用。   要将聚苯乙烯微球成功应用于高通量药物筛选,不仅需要其对靶分子有足够的结合量,并且要能有效防止所结合的靶分子发生明显的构象改变以保证药物筛选正确性。虽然人们已经提出了各种办法对聚苯乙烯微球的表面性能进行改进,而且广泛研究了生物大分子在此类载体上的固定化行为,但迄今尚未有工作对聚苯乙烯微球的表面性质对生物大分子固定化行为的影响,特别是对其构象变化的影响进行系统而深入的研究。此外,由于生物大分子结构与性能的复杂性,很难用简单的模型和所积累的知识对其固定化过程进行很好的预测。本文针对这些问题,开展了以下的研究工作,并取得相应的结果:   1)单分散性聚苯乙烯功能化微球的制备与表征。根据高通量药物筛选中具有代表性的亲近闪烁分析技术对载体的要求,本文以苯乙烯(St)为主单体,甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)/甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)或甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)/苯乙烯磺酸钠(NaSS)为共聚单体,采用分散聚合法制备出了两种粒径大小为3-6μm的单分散性功能化聚苯乙烯微球。为了进一步分析微球的性能,用粒度分析、红外光谱分析、扫描电子显微镜等对合成微球进行了表征;   2)研究了微球表面电荷对生物大分子固定化的影响。为了进一步讨论生物大分子在固定化后构象的改变情况,以葡萄糖氧化酶(GOD)作为模型分子,通过考察其催化活性的改变间接反映固定化过程中天然构象的改变。以合成出的两种新型微球Poly(St-GMA-DMC)和Poly(St-GMA-NaSS)为载体,利用其表面带有的静电基团加强固定化生物大分子的静电吸附,并影响生物大分子构象。同时,通过其表面带有的环氧基直接与GOD分子上的氨基通过直接反应而实现对GOD的共价固定。研究了GOD在微球上的固定化量、活性变化,并测定了自由酶与固定化酶的酶促动力学参数;   3)探讨了微球表面空间臂对生物大分子固定化的影响。仍以酶为模型分子。为了解决酶直接固定于两种新型微球上所导致的酶催化活性显著下降的问题,用引入空间臂的方式改变酶在微球载体上的固定化方式。对微球表面的环氧基进行改性,引入不同类型和长度的空间臂,利用空间臂再对酶进行共价固定化,提高固定化酶的稳定性并减少多种的因素对固定化酶活性的影响,考察了不同的固定化方式对酶活性及稳定性的影响。
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