面向蛋白質(zhì)化學(xué)合成和修飾的方法與應(yīng)用.pdf

1、作為生命體的重要組成部分，蛋白質(zhì)在各個領(lǐng)域支撐著細(xì)胞的生命過程，發(fā)揮其獨(dú)特的生理功能。隨著人類基因組草圖的完成，蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系逐漸成為生命科學(xué)研究的前沿。而蛋白質(zhì)的翻譯后修飾過程，如磷酸化，甲基化，乙?；?，泛素化，糖基化等對細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能的調(diào)控發(fā)揮重要作用，且與許多疾病的發(fā)生密切相關(guān)，從而得到科學(xué)家們的廣泛關(guān)注。獲得高純的天然蛋白是蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的研究得以展開的前提，傳統(tǒng)的生物提取法和基因表達(dá)法得到的蛋白質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)

2、前研究的需要。蛋白質(zhì)的化學(xué)合成法理論上能夠克服生物提取法和基因表達(dá)法的缺陷，在原子尺度對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)精確調(diào)控。另外，基于化學(xué)法的蛋白生物正交標(biāo)記或修飾，能夠?qū)崿F(xiàn)細(xì)胞中蛋白質(zhì)定位，從而幫助科學(xué)家更深入地理解蛋白與細(xì)胞內(nèi)其他組分相互作用或者蛋白質(zhì)生物代謝過程的機(jī)理，而這些修飾或者標(biāo)記的蛋白分子難以通過生物表達(dá)獲得。
　　通過化學(xué)合成或者修飾，研究者們能夠得到高純的天然蛋白或者特定位點(diǎn)修飾的蛋白，而不受修飾位點(diǎn)，修飾類型和修飾數(shù)量的影

3、響。這些通過化學(xué)合成或者修飾方法得到的結(jié)構(gòu)確定的目標(biāo)分子，有利于科研工作者們在分子水平上更清楚理解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。因此，蛋白質(zhì)的化學(xué)合成和修飾方法越來越受到研究者的關(guān)注。近年來，科研工作者們發(fā)展了各種各樣的關(guān)于蛋白質(zhì)化學(xué)合成以及修飾的策略，但仍有一些挑戰(zhàn)待解決，其中包括多肽片段的連接和N-糖基化修飾。
　　本文以蛋白質(zhì)化學(xué)中多肽片段連接和修飾為主要目標(biāo)，著重考察多肽片段自然化學(xué)連接之后的光催化脫硫和基于4-硝基苯硫酚酯胺

4、解的多肽片段的N-糖基化，同時也對W(Mo)/S/Cu銅原子簇催化疊氮與炔基環(huán)加成反應(yīng)的催化活性進(jìn)行初步探索，并對該方法進(jìn)行初步應(yīng)用。本論文主要內(nèi)容如下:
　　首先，對蛋白質(zhì)化學(xué)合成和選擇性修飾的發(fā)展進(jìn)行簡要概述，并對多肽片段連接方法和生物正交修飾的方法及應(yīng)用進(jìn)行歸納和總結(jié)。
　　其次，用光催化劑三聯(lián)吡啶氯化釕和三苯基膦三間磺酸鈉鹽代替自由基引發(fā)劑和三（2-羧乙基）膦，以小分子半胱氨酸和谷胱甘肽為模型，實(shí)現(xiàn)可見光誘導(dǎo)的光催化

5、半胱氨酸脫硫。該方法優(yōu)化后條件被成功應(yīng)用于含半胱氨酸的多肽模型分子的脫硫，并以十一條含半胱氨酸多肽為底物考察該光催化反應(yīng)的適用范圍，結(jié)果證明可見光誘導(dǎo)的光催化脫硫方法對多肽鏈中天然氨基酸側(cè)鏈殘基，含硫基團(tuán)，糖基等兼容性較好。我們將該脫硫方法與自然化學(xué)連接方法結(jié)合，實(shí)現(xiàn)線性多肽片段的連接以及天然產(chǎn)物環(huán)肽的化學(xué)合成。
　　另外，從簡單的活潑酯胺解出發(fā)，以氨基單糖和Fmoc保護(hù)的甘氨酸活潑酯為底物，優(yōu)化出適用于N-糖基化的4-硝基苯硫酚

6、酯。通過4-硝基苯硫酚酯多肽與氨基糖的胺解，我們實(shí)現(xiàn)了糖基與多條肽鏈連接，并拓展底物范圍。此外，簡化了寡糖供體唾液酸糖肽的提取過程，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明基于4-硝基苯硫酚酯多肽胺解的N-糖基化過程對寡糖同樣適用。將此方法與ligation/desulfurization方法結(jié)合，實(shí)現(xiàn)糖肽片段的連接。
　　最后，首次將結(jié)構(gòu)多樣的W(Mo)/S/Cu銅原子簇應(yīng)用于催化疊氮與炔基的環(huán)加成反應(yīng)，考察結(jié)構(gòu)不同的W(Mo)/S/Cu銅原子簇的催化活性