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(dòng)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酰化氨基酸形成穩(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(duì)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?；被徇@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(kāi)發(fā)，關(guān)于非天然脂肪酸鏈氨基酸的磷酰化及其性質(zhì)的研究未有報(bào)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(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。并利用動(dòng)態(tài)光散射儀(DLS)、等溫滴定量熱儀(ITC)考察了非天然磷?；舅徭湴被?/p>

3、酸的臨界聚集濃度(CAC)及溫度對(duì)CAC的影響;通過(guò)傅里葉變換紅外光譜儀(FT-IR)對(duì)自聚成肽的性質(zhì)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)非天然磷酰化脂肪酸鏈氨基酸及二肽的自聚集物理行為。另一方面，由于胰蛋白酶在食品中的廣泛應(yīng)用性及磷?；被岬闹匾锘钚?，它們之間相互作用的研究對(duì)于改善食品功能性質(zhì)具有重大的意義，因此通過(guò)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?jī)?nèi)容有:
　　(1

4、)非天然磷?；舅徭湴被岱肿拥脑O(shè)計(jì)與合成
　　本課題設(shè)計(jì)了側(cè)鏈長(zhǎng)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(duì)四種底物進(jìn)行磷?；瑑?yōu)化柱層析條件進(jìn)行分離和純化。通過(guò)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(duì)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(shí)驗(yàn)所需要求。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)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酰化，對(duì)于其它非天然氨基酸的磷酰化合成方法的選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(zhǎng)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(duì)磷?；焖帷⒏?、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，磷酰化辛酸、壬酸在50℃能夠溶解。結(jié)果表明，25

6、℃時(shí)N-磷?；焖帷⒏岬腃AC分別為0.0806 mmol/L、0.0125mmol/L。N-磷?；了?、壬酸50℃時(shí)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(shí)，電導(dǎo)率法考察了不同溫度(25℃、30℃、40℃、50℃)對(duì)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(shì)。同時(shí)，傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)溴化鉀壓片法對(duì)非天然磷?；舅徭湴被嵩诋惐贾械膭?dòng)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(méi)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(shí)間在10小時(shí)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(shí)間在5小時(shí)左右。隨著氨基酸側(cè)鏈長(zhǎng)度的增加，其自聚成肽的時(shí)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(guò)電子顯微鏡(TEM)對(duì)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(jì)的二肽分子作對(duì)照實(shí)驗(yàn)對(duì)形成囊泡的行為進(jìn)行了更深入的探索，從而實(shí)現(xiàn)了非天然磷酰化脂肪

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?duì)胰蛋白酶抑制作用的研究鮮有報(bào)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(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，溫度從25℃

10、升高到40℃時(shí)，胰蛋白酶的構(gòu)型未發(fā)生改變。25℃時(shí)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?；被釋?duì)胰蛋白酶能夠產(chǎn)生熒光猝滅。同時(shí)，濃度不同、側(cè)鏈長(zhǎng)度不同的同系列磷?；被釋?duì)胰蛋白酶的熒光猝滅效應(yīng)均不同。隨著N-磷?；被醾?cè)鏈長(zhǎng)度的增長(zhǎng)及N-磷酰化庚酸濃度的增大(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(shí)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(shuō)明氨基酸的磷酰化能夠增加與胰蛋白酶的弱相互作用，提高親和力。
　　本課題通過(guò)自主設(shè)計(jì)、合成四種非天然磷酰化脂肪酸鏈氨基酸分子，利用磷?；被嶂匾奶匦?，研究了非天然磷?；舅徭湴被峒捌涠淖越M裝成囊泡的物理行為及對(duì)胰蛋白酶的熒光猝滅效應(yīng)