两亲性嵌段共聚高分子自组装的多价糖纳米颗粒的生物化学方法表征

摘要

蛋白组学主要研究基因衍生的蛋白质之间的相互作用。由于很多蛋白质在表达之后会被糖基化，要完全了解蛋白质之间的作用机制，需要对蛋白质上的聚糖链(glycan)的功能进行专门的研究。由于单价的糖配体与糖蛋白受体之间的结合力很弱，自然界利用多个糖配体与多个蛋白受体的多价结合，即“多价效应”来获得提高的结合力与选择性。 本论文首先制备了带有氨基的甘露糖和半乳糖衍生物，然后分别与聚苯乙烯-聚(苯乙烯-交替-马来酸酐)骨架中的马来酸酐酰化反应，得到了可以在水溶液中自组装成表面含有多价糖探针(甘露糖或半乳糖)的高分子纳米颗粒。 我们将所制备的含有糖探针的、包埋有荧光猝灭剂的纳米颗粒与荧光分子FITC标记的伴刀豆球蛋白Concanavalin A(FITC-ConA)直接结合，通过荧光共振能量转移(FRET)试验直接测量了蛋白-聚糖的结合常数，计算出四聚体的FITC-ConA/NP-甘露糖复合物的结合平衡常数是1.5×105，即NP-甘露糖/ConA复合物的结合常数与单价D-甘露糖/ConA复合物的结合常数相比提高了大约是5个数量级。表明了NP-甘露糖与FITC-ConA是通过多价作用连接的。 我们进一步将所制备的含有糖探针的、包埋有荧光分子的纳米颗粒与人精子相互作用，结果表明NP-甘露糖处理过的精子细胞形成聚集体。而在高浓度甘露糖下(2 M)，可以观察到精子的正常形态。该聚集可以被高浓度的甘露糖所抑制，表明NP-甘露糖和精子细胞表面的凝集素之间的相互作用比单价态的甘露糖的作用要强得多。这说明含有酸酐分子基团的两亲性高分子可以作为简单有效的多价糖探针载体。这些高分子在研究细胞表面的多糖-蛋白调节的生物功能中将有潜在的应用前景。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：主要缩略语及中英文对照

声明

第一章前言

1.1糖生物学中的多价效应

1.2多价效应的功能优点及其应用

1.2.1多价效应的功能优点

1.2.2多价效应在糖生物学上的应用

1.3课题设计

1.3.1立题依据

1.3.2本课题研究的意义

1.3.3合成路线设计

1.4展望

第二章材料与方法

2.1材料

2.1.1主要仪器

2.1.2主要试剂

2.2实验方法

2.2.1有机合成部分

2.2.2生物活性实验

2.3小结

第三章实验结果与讨论

3.1 NP-甘露糖/NP-半乳糖中连接的甘露糖/半乳糖含量的测定

3.2 NP-甘露糖/NP-半乳糖的尺寸表征

3.3 FRET表征蛋白-糖基相互作用的研究

3.3.1四聚体FITC-Con A/NP-甘露糖复合物的FRET试验

3.3.2二聚体FITC-ConA/NP-甘露糖复合物的FRET试验

3.4包埋有罗丹明6G的NP-甘露糖对生物模型的作用研究

3.4.1包埋有罗丹明6G的NP-甘露糖与大肠杆菌的相互作用

3.4.2包埋有罗丹明6G的NP-甘露糖与人精子的相互作用

第四章结语

参考文献

附录 部分化合物的谱图

硕士期间发表的学术论文

致谢