基于新型功能化納米材料的磷酸化蛋白質(zhì)分離分析新方法研究.pdf

1、蛋白質(zhì)可逆磷酸化修飾是一種非常重要的翻譯后修飾，它調(diào)節(jié)著包括細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)、細(xì)胞分化、細(xì)胞生長(zhǎng)、細(xì)胞凋亡等在內(nèi)的幾乎所有的生命活動(dòng)，也被形象地描述為細(xì)胞生理活動(dòng)的分子開(kāi)關(guān)。因此，對(duì)蛋白質(zhì)磷酸化的研究有助于全面理解蛋白質(zhì)的各項(xiàng)功能及其機(jī)理?，F(xiàn)今，蛋白質(zhì)磷酸化的研究方法是先將蛋白質(zhì)酶解，然后利用生物質(zhì)譜對(duì)磷酸化肽段的氨基酸序列和磷酸化位點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確地鑒定。但由于磷酸化蛋白的含量較低，磷酸化肽段的離子化效率較差，在用質(zhì)譜進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，非磷酸化肽段的

2、存在嚴(yán)重抑制磷酸化肽段的質(zhì)譜信號(hào)，導(dǎo)致使用質(zhì)譜直接對(duì)磷酸化肽段進(jìn)行分析面臨很大困難。因此在質(zhì)譜分析前需對(duì)磷酸化肽段進(jìn)行選擇性富集，而發(fā)展新型的富集技術(shù)成為當(dāng)前蛋白組學(xué)研究的熱點(diǎn)。近來(lái)，納米材料由于其在力、電、磁、光、熱等方面特殊的性能已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于包括傳感器、半導(dǎo)體、催化劑、生物醫(yī)療、家電、環(huán)境保護(hù)、涂料及機(jī)械在內(nèi)的多個(gè)領(lǐng)域。而功能化納米材料作為一種新型的分析技術(shù)也已在蛋白質(zhì)組學(xué)研究中得到了廣泛的應(yīng)用。
　　本論文針對(duì)上述蛋白質(zhì)

3、組學(xué)研究中磷酸化蛋白組學(xué)分析熱點(diǎn)問(wèn)題，將功能化納米材料與蛋白質(zhì)組學(xué)分析結(jié)合起來(lái)，以具有大比表面積的金屬氧化物納米材料為重點(diǎn)，開(kāi)展了一系列研究工作，發(fā)展了相關(guān)的新技術(shù)新方法，并進(jìn)行了實(shí)際的應(yīng)用研究。主要研究?jī)?nèi)容和取得的研究成果摘要如下:
　　第一章概述了蛋白質(zhì)磷酸化修飾的研究現(xiàn)狀。首先介紹了蛋白質(zhì)磷酸化的重要性及其特點(diǎn)。對(duì)現(xiàn)今磷酸化蛋白質(zhì)研究中的生物質(zhì)譜技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單地闡述。歸納并總結(jié)了磷酸化蛋白質(zhì)/肽段的富集方法，對(duì)其原理和優(yōu)缺點(diǎn)

4、進(jìn)行了介紹。然后簡(jiǎn)單介紹了功能化納米材料在蛋白質(zhì)組學(xué)研究中的應(yīng)用。最后作者闡述了本論文的選題意義和目的。
　　第二章首先介紹了一種簡(jiǎn)便方法合成具有核殼結(jié)構(gòu)和大比表面積的Fe3O4@mesoporous TiO2微球，分別用標(biāo)準(zhǔn)蛋白酶解液和實(shí)際生物樣品鼠腦組織酶解液考察了Fe3O4@mesoporous TiO2微球?qū)α姿峄亩蔚母患ЧY(jié)果證明了所報(bào)道材料對(duì)磷酸化肽段有很好的富集效果，在磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)研究中的應(yīng)用前景十分廣泛。

5、
　　第三章利用簡(jiǎn)便的一步水熱反應(yīng)合成了TiO2/graphene復(fù)合材料，并考察了其對(duì)磷酸化肽段的富集效果。石墨烯由于其突出的機(jī)械、電學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)性能及高達(dá)2600m2g-1的理論比表面積近來(lái)引起廣泛關(guān)注，但由于石墨烯分散液變干時(shí)，石墨烯傾向團(tuán)聚，因此，石墨烯與納米金屬顆?；蚣{米金屬氧化物的復(fù)合近來(lái)受到更多的關(guān)注。由于二氧化鈦對(duì)磷酸化肽段有很好的特異性吸附能力，加之石墨烯超大的比表面積，在本部分工作中，我們開(kāi)發(fā)了一種簡(jiǎn)便的一步

6、水熱合成法制備出了二氧化鈦與石墨烯的復(fù)合材料并成功地應(yīng)用于磷酸化肽段的富集研究。
　　第四章在第三章工作的基礎(chǔ)上，在復(fù)合材料中又引入了Fe3O4磁球，制備了Fe3O4/graphene/TiO2復(fù)合材料。在保留了二氧化鈦對(duì)磷酸化肽段特異性吸附能力及石墨烯超大比表面積的基礎(chǔ)上將復(fù)合材料賦予磁性，使得富集分離過(guò)程更易操作，更簡(jiǎn)便快捷。此外我們還將此復(fù)合材料用于實(shí)際生物樣品人肝癌組織酶解液中磷酸化肽段的富集。
　　第五章我們合成了

7、一種空心的氧化鋁微球材料，并修飾于MALDI靶板上，對(duì)磷酸化肽段富集后直接進(jìn)行MALDI-TOF MS檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了磷酸化肽段的快速選擇性富集檢測(cè)。由于材料特殊的空心結(jié)構(gòu)，使其具有很大的比表面積，從而帶來(lái)高效的富集效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了其對(duì)磷酸化肽段富集的有效性及靈敏性，為生物樣品實(shí)現(xiàn)高通量的在線富集檢測(cè)提供了一種有效的潛在手段。
　　總之，本論文圍繞磷酸化肽段的富集新技術(shù)新方法，發(fā)展了多種具有大比表面積的新型功能化納米材料，為解決磷