非天然脂肪酸鏈氨基酸的磷?；铣杉靶再|(zhì)研究.pdf

1、大自然選擇磷元素作為生命活動的調(diào)控中心，磷元素的引入可以激活天然-α-氨基酸羧基的活性，改變天然-α-氨基酸的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)，賦予其重要的特性。例如，良好的表面活性能夠使磷?；被嵝纬煞€(wěn)定的LB膜;成肽的性質(zhì)為仿生化的研究提供了理論依據(jù);廣泛的生物活性在食品工藝中對于提高食品功能性質(zhì)具有重要的應(yīng)用前景。然而，目前，磷酰化氨基酸這些重要的性質(zhì)在科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用未得到深入的開發(fā)，關(guān)于非天然脂肪酸鏈氨基酸的磷?；捌湫再|(zhì)的研究未有報道，因

2、而探討新型、綠色、穩(wěn)定的磷?；被岱肿幼越M裝成囊泡的物理行為及與胰蛋白酶的相互作用在食品加工技術(shù)、食品藥物載體、生物膜模擬等科學(xué)領(lǐng)域的研究具有重要的意義。
　　本課題選擇非天然脂肪酸鏈L型氨基酸為底物，自主合成了非天然磷?；舅徭湴被?，運(yùn)用核磁共振波譜法(NMR)、電噴霧質(zhì)譜法(ESI-MS)、高效液相色譜法(HPLC)等對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。并利用動態(tài)光散射儀(DLS)、等溫滴定量熱儀(ITC)考察了非天然磷酰化脂肪酸鏈氨基

3、酸的臨界聚集濃度(CAC)及溫度對CAC的影響;通過傅里葉變換紅外光譜儀(FT-IR)對自聚成肽的性質(zhì)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)非天然磷?；舅徭湴被峒岸牡淖跃奂锢硇袨椤Ａ硪环矫?，由于胰蛋白酶在食品中的廣泛應(yīng)用性及磷酰化氨基酸的重要生物活性，它們之間相互作用的研究對于改善食品功能性質(zhì)具有重大的意義，因此通過三維熒光光譜儀探討了非天然磷?；舅徭湴被崤c生物大分子物質(zhì)（胰蛋白酶）之間的相互作用。
　　主要研究內(nèi)容有:
　　(1

4、)非天然磷?；舅徭湴被岱肿拥脑O(shè)計與合成
　　本課題設(shè)計了側(cè)鏈長度不同的四種非天然脂肪酸鏈氨基酸(L-2-氨基戊酸、庚酸、辛酸、壬酸)及其二肽分子，選擇趙玉芬院士研究小組發(fā)現(xiàn)的亞磷酸二異丙酯四氯化碳水相法對四種底物進(jìn)行磷酰化，優(yōu)化柱層析條件進(jìn)行分離和純化。通過核磁共振波譜儀(NMR)、電噴霧質(zhì)譜儀(ESI-MS)、高效液相色譜儀(HPLC)對合成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)表征，結(jié)果表明，產(chǎn)品純度能夠達(dá)到實驗所需要求。同時，實驗結(jié)果證明了四氯化碳

5、水相合成法同樣適用于非天然脂肪酸鏈氨基酸的磷?；?，對于其它非天然氨基酸的磷?；铣煞椒ǖ倪x擇具有重要的參考意義。
　　(2)非天然磷酰化脂肪酸鏈氨基酸物理化學(xué)性質(zhì)的研究
　　由于一定鏈長的磷?；被醿捎H分子具有良好的表面活性，因此利用等溫滴定量熱法(ITC)、電導(dǎo)率法(DLS)對磷?；焖?、庚酸、辛酸、壬酸的臨界聚集濃度(CAC)進(jìn)行了考察，磷酰化戊酸、庚酸在25℃能夠溶解，磷?；了帷⑷伤嵩?0℃能夠溶解。結(jié)果表明，25

6、℃時N-磷酰化戊酸、庚酸的CAC分別為0.0806 mmol/L、0.0125mmol/L。N-磷?；了?、壬酸50℃時其CAC分別為0.2029 mmol/L、0.2397 mmol/L。結(jié)果表明非天然磷?；舅徭湴被峋哂辛己玫谋砻婊钚浴-2-NH2-戊酸-L-2-NH2-戊酸、L-2-NH2-庚酸-L-2-NH2-庚酸在25℃的CAC值分別是16.1045 mmol/L，11.8951 mmol/L。根據(jù)臨界聚集濃度值為囊泡制

7、備的濃度選擇提供參考。同時，電導(dǎo)率法考察了不同溫度(25℃、30℃、40℃、50℃)對磷?；被岬腃AC的影響，結(jié)果表明隨著溫度的升高，CAC均呈上升的趨勢。同時，傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)溴化鉀壓片法對非天然磷酰化脂肪酸鏈氨基酸在異丙醇中的動力學(xué)變化進(jìn)行了研究，證明了非天然磷酰化脂肪酸鏈氨基酸在沒有催化劑和縮合劑的異丙醇溶液中能夠成肽，DIPP-L-2-NH2-戊酸和DIPP-L-2-NH2-庚酸的自聚成肽反應(yīng)時間在10小時左

8、右，而DIPP-L-2-NH2-辛酸和DIPP-L-2-NH2-壬酸的自聚成肽反應(yīng)時間在5小時左右。隨著氨基酸側(cè)鏈長度的增加，其自聚成肽的時間逐漸減少。利用非天然磷?；舅徭溁被嵩诋惐既軇┲凶跃鄢呻男再|(zhì)制備囊泡（反應(yīng)溫度50℃、轉(zhuǎn)速10 r/min、pH=2～3），通過電子顯微鏡(TEM)對其自聚形態(tài)進(jìn)行表征，觀察到穩(wěn)定的單層囊泡的聚集體，利用設(shè)計的二肽分子作對照實驗對形成囊泡的行為進(jìn)行了更深入的探索，從而實現(xiàn)了非天然磷?；?/p>

9、酸鏈氨基酸自組裝成囊泡的行為。為構(gòu)建囊泡的自復(fù)制、自催化穩(wěn)定體系提供了重要的研究基礎(chǔ)。
　　(3)非天然磷?；舅徭湴被崤c胰蛋白酶熒光猝滅研究
　　胰蛋白酶能夠?qū)κ称返鞍踪|(zhì)改性，從而提高食品的功能性質(zhì)，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于食品領(lǐng)域中。但是，關(guān)于磷?；被釋σ鹊鞍酌敢种谱饔玫难芯旷r有報道。胰蛋白酶具有熒光性，本文借助于三維熒光光譜法詳細(xì)研究了非天然L型脂肪酸鏈氨基酸磷?；昂笈c胰蛋白酶的相互作用。實驗結(jié)果表明，溫度從25℃

10、升高到40℃時，胰蛋白酶的構(gòu)型未發(fā)生改變。25℃時3mmol/L的L-2-氨基戊酸、庚酸、辛酸及壬酸不能使蛋白酶的熒光強(qiáng)度減弱，而3mmol/L的磷酰化氨基酸對胰蛋白酶能夠產(chǎn)生熒光猝滅。同時，濃度不同、側(cè)鏈長度不同的同系列磷?；被釋σ鹊鞍酌傅臒晒忖缧?yīng)均不同。隨著N-磷?；被醾?cè)鏈長度的增長及N-磷?；釢舛鹊脑龃?0mmol/L、1mmol/L、3mmol/L、6mmol/L、8mmol/L、10mmol/L、12mmol/

11、L、15mmol/L)，胰蛋白酶的熒光強(qiáng)度均明顯降低，25℃時F0/F與N-磷?；被岢柿己玫木€性關(guān)系，線性相關(guān)系數(shù)R2=0.994，Stern-Volmer曲線表明其熒光可以被完全猝滅。說明氨基酸的磷?；軌蛟黾优c胰蛋白酶的弱相互作用，提高親和力。
　　本課題通過自主設(shè)計、合成四種非天然磷?；舅徭湴被岱肿?，利用磷酰化氨基酸重要的特性，研究了非天然磷酰化脂肪酸鏈氨基酸及其二肽自組裝成囊泡的物理行為及對胰蛋白酶的熒光猝滅效應(yīng)