14910.聚合物接枝荷電介質(zhì)的蛋白質(zhì)吸附和輔助復(fù)性研究

1、學(xué)號：學(xué)號：1010207027聚合物聚合物接枝接枝荷電介質(zhì)的荷電介質(zhì)的蛋白蛋白質(zhì)吸附和吸附和輔助輔助復(fù)性復(fù)性研究研究Perfmanceofpolymergraftedgedmediafproteinadsptionfacilitatedrefolding一級學(xué)科化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)科專業(yè)生物化工作者姓名余林玲指導(dǎo)教師孫彥教授天津大學(xué)化工學(xué)院2013年06月中文摘要中文摘要聚合物接枝的離子交換色譜（IEC）介質(zhì)比傳統(tǒng)非接枝介質(zhì)具有更高的吸附

2、容量（Q）和傳質(zhì)速率（D），但其高容量吸附和快速傳質(zhì)機理還不清楚。本文圍繞聚合物接枝的瓊脂糖離子交換介質(zhì)的性能和應(yīng)用，開展了系統(tǒng)研究。首先研究了葡聚糖接枝對γ球蛋白在IEC和混合模式作用色譜（MMC）介質(zhì)上吸附的影響。結(jié)果表明，在IEC中，Q值和D值均隨葡聚糖接枝量增加而增加。這是由于帶電葡聚糖層提供三維吸附空間有利于蛋白質(zhì)吸附，葡聚糖層存在靜電耦合等作用促進傳質(zhì)。在MMC中，Q值隨葡聚糖接枝量增加而降低，而D值與接枝無關(guān)。這是由于疏水

3、性較強的葡聚糖鏈相互結(jié)合導(dǎo)致接枝層塌縮，對傳質(zhì)無貢獻。而且塌縮的葡聚糖層屏蔽了部分MMC配基，不利于蛋白質(zhì)吸附。針對葡聚糖接枝介質(zhì)中離子交換配基同時存在于接枝層與基質(zhì)表面上的問題，本文制備了一系列不同離子交換容量（IC，100–1220mmolL）的聚乙烯亞胺（PEI）接枝介質(zhì)，以單獨研究接枝層在蛋白質(zhì)吸附中作用。結(jié)果表明，存在一個臨界IC（cIC），Q值和D值在ICcIC時快速增大。ICcIC時，PEI鏈以其最少位點與瓊脂糖連接，靈活

4、的PEI鏈向孔內(nèi)空間伸展，且臨近的PEI鏈間距足夠近使之彼此能夠通過鏈振蕩發(fā)生接觸。因此，伸展的PEI鏈提供三維吸附空間，有利于蛋白質(zhì)吸附；鄰近的PEI鏈可通過鏈的擺動傳遞被吸附蛋白質(zhì)而促進傳質(zhì)，即發(fā)生“鏈傳遞”作用。PEI接枝介質(zhì)的Q值對離子強度（IS）的敏感程度低于傳統(tǒng)非接枝介質(zhì)，這是由于蛋白質(zhì)可利用的孔體積隨著IS增加而增加。PEI接枝介質(zhì)的D值隨IS增加先增加后減小。這是由于“鏈傳遞”作為一種表面擴散方式，同時依賴于蛋白質(zhì)的吸附

5、密度和吸附強度，這兩個因素均與IS密切相關(guān)。在ICcIC介質(zhì)中，D值對IS的敏感程度明顯大于在ICcIC介質(zhì)中的快速傳質(zhì)做出貢獻。為拓展PEI接枝介質(zhì)的應(yīng)用，將PEI接枝介質(zhì)應(yīng)用于同電荷溶菌酶的氧化復(fù)性。系統(tǒng)研究了介質(zhì)性質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)IC是影響介質(zhì)輔助復(fù)性效果的首要因素，介質(zhì)比表面也對復(fù)性收率有一定影響，但配基結(jié)構(gòu)沒有影響。在研究中還發(fā)現(xiàn)，Sepharose及以Sepharose為基質(zhì)的陰離子交換色譜介質(zhì)可微量吸附帶正電的蛋白質(zhì)，吸附容