基于pH响应的巯基寡肽富集系统的构建与应用

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在蛋白组学分析中,如何实现巯基肽的高效、特异富集一直是一个挑战。针对该问题,首先以磁性纳米颗粒为基础,通过磁纳米颗粒上裸露的氨基与5MP基团进行反应,得到了具有p H响应性的捕获巯基肽的富集材料磁性纳米颗粒@5MP,然后以GSH作为验证富集的目标,进行了关于GSH的捕获与释放的探究。接着以羧甲基壳聚糖@5MP衍生物(O-CMC-PBS-5MP)富集材料为实验对象,探索了模拟p H响应条件下壳聚糖分子量对接枝5MP基团的稳定性影响;首先以巯基肽GC-7作为捕获对象探究了该材料捕获/释放巯基肽的条件,然后以高丰度、不含巯基的8肽作为干扰目标,验证O-CMC-PBS-5MP对含巯基肽段的捕获特异性;最后探索特异富集的巯基肽直接应用于LC-MS和MALDI-MS分析可行性。具体实验内容如下:(1)合成了2种接枝5MP基团的磁性纳米颗粒(Si O2-NH2@5MP和Si O2-PEG-NH2@5MP)和一种以壳聚糖为主链接枝5MP基团的衍生物O-CMC-PBS-5MP,并比较了他们对巯基寡肽GSH的捕获与释放效果差异。磁性纳米颗粒材料的捕获的条件为磁性纳米颗粒@5MP和GSH在中性条件下37℃水浴振荡6 h,Si O2-PEG-NH2@5MP和Si O2-NH2@5MP两种富集材料对GSH的捕获率为30%左右,Si O2-PEG-NH2@5MP@GSH和Si O2-NH2@5MP@GSH释放条件为p H为11.0时45℃水浴反应48 h,释放率分别为10%和0%。而O-CMC-PBS-5MP对GSH的捕获条件为O-CMC-PBS-5MP与巯基寡肽GSH在37℃水浴12 h,其对巯基寡肽GSH的捕获率可达到90%以上,释放条件为O-CMC-PBS-5MP@GSH在p H为11.0时45℃水浴下反应24 h,其释放率达到54%左右,对GSH的富集率高达50%。(2)探索了p H相应条件下壳聚糖分子量对壳聚糖衍生物O-CMC-PBS-5MP上5MP基团的稳定性影响。O-CMC-PBS-5MP上的5MP基团是捕获巯基肽的关键基团,富集巯基肽过程中壳聚糖上接枝5MP的稳定性极其重要,因此以不同分子量的壳聚糖为原料,合成相对应分子量的富集材料O-CMC-PBS-5MP,通过调p H值后进行全波长扫描,观察5MP基团的稳定性,结果表明以400 KDa壳聚糖为主链合成的O-CMC-PBS-5MP上的接枝5MP最为稳定,最适合应用于p H响应下的巯基肽特异富集。(3)建立了富集材料O-CMC-PBS-5MP对巯基肽的捕获与释放方法。以商业化购买的巯基肽段GC-7作为富集对象,捕获条件为中性条件下,O-CMC-PBS-5MP与巯基肽GC-7在37℃水浴12 h,其对巯基肽GC-7的捕获率可达到90%,释放条件为O-CMC-PBS-5MP@GC-7在p H为11.0时45℃水浴下反应24 h,其释放率达到54%左右,对巯基肽GC-7的特异性富集率达50%,并且富集的产物可以直接应用于LC-MS和MALDI-MS分析。
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