用于研究蛋白分子结构的顺磁标签的合成及应用

摘要

近年来顺磁核磁共振在生物大分子（如蛋白质、DNA等）的结构和功能研究中逐渐体现出其无可比拟的优越性，顺磁技术能提供其他技术手段难以获得的大分子的长程结构信息，而顺磁标签则是顺磁技术中修饰蛋白质最为主要的技术手段之一。本文在2，6-吡啶二羧酸的基础上，设计合成了以一个或多个吡啶环为骨架的吡啶二羧酸衍生物、8-羟基喹啉衍生物、2，2-联二吡啶衍生物、1，10-邻菲罗啉衍生物等不同系列的顺磁标签，共10余个新化合物。利用一维或二维核磁共振手段分别对以上化合物进行了结构表征，并用5，5-二硫基-双(2-硝基苯甲酸)核磁共振技术定性比较部分含双键的标签与半胱氨酸反应的速率快慢。合成出的标签通过巯基与双键加成、二硫键间等化学反应的方法将其定点引入到蛋白质中，来实现蛋白质的定点顺磁标记，进而利用生物大分子核磁共振技术对修饰后的蛋白质进行结构和功能等方面的研究。本文中合成的新化合物具备分子结构简单，刚性强，配位数多等优点，均能较好较快的与镧系金属离子或过渡金属离子配位。这些配合物在水溶液中有较好的溶解性，并且在生理条件下就能很好地对蛋白质进行定点修饰。4-巯基-2，2':，6'，2

目录

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摘要

第一章 引言

第一节 核磁共振在生物大分子中的优势简介

第二节 几种主要顺磁技术

1．2．1 传统方法研究蛋白质结构的劣势

1．2．2 顺磁弛豫增强(paramagnetic relaxation enhancement，PRE)

1．2．3 赝接触化学位移(pseudocontact shifts，PCS)

1．2．4 残余偶极耦合(residual dipolar couplings，RDC)

1．2．5 镧系金属离子

第三节 稀土金属离子定点标记蛋白质的方法

1．3．1 融合蛋白

1．3．2 定点化学修饰

1．3．3 特殊标签位点设计

第四节 本文研究目的及主要内容

第二章 顺磁标签的合成、表征及应用

第一节 标签设计

第二节 实验试剂及仪器

第三节 标签合成

2．3．1 通过二硫键连接的顺磁标签的设计与合成

2．3．2 通过迈克尔加成连接的顺磁标签

2．3．3 通过离去基来连接的顺磁标签的设计与合成

2．3．4 非天然氨基酸标签设计与合成

2．3．5 通过点击反应连接的顺磁标签

第四节 标签的应用

2．4．1 Tag 1与蛋白质的连接

2．4．2 Tag 5与蛋白质的连接

2．4．3 Tag 1与不同金属离子的光学性质

第五节 本章小结

第三章 总结与展望

参考文献

附录 部分化合物的谱图

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果