基于新型功能化納米材料的磷酸化蛋白質(zhì)分離分析新方法研究.pdf

1、蛋白質(zhì)可逆磷酸化修飾是一種非常重要的翻譯后修飾，它調(diào)節(jié)著包括細(xì)胞信號傳導(dǎo)、細(xì)胞分化、細(xì)胞生長、細(xì)胞凋亡等在內(nèi)的幾乎所有的生命活動，也被形象地描述為細(xì)胞生理活動的分子開關(guān)。因此，對蛋白質(zhì)磷酸化的研究有助于全面理解蛋白質(zhì)的各項功能及其機(jī)理?，F(xiàn)今，蛋白質(zhì)磷酸化的研究方法是先將蛋白質(zhì)酶解，然后利用生物質(zhì)譜對磷酸化肽段的氨基酸序列和磷酸化位點進(jìn)行準(zhǔn)確地鑒定。但由于磷酸化蛋白的含量較低，磷酸化肽段的離子化效率較差，在用質(zhì)譜進(jìn)行檢測時，非磷酸化肽段的

2、存在嚴(yán)重抑制磷酸化肽段的質(zhì)譜信號，導(dǎo)致使用質(zhì)譜直接對磷酸化肽段進(jìn)行分析面臨很大困難。因此在質(zhì)譜分析前需對磷酸化肽段進(jìn)行選擇性富集，而發(fā)展新型的富集技術(shù)成為當(dāng)前蛋白組學(xué)研究的熱點。近來，納米材料由于其在力、電、磁、光、熱等方面特殊的性能已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于包括傳感器、半導(dǎo)體、催化劑、生物醫(yī)療、家電、環(huán)境保護(hù)、涂料及機(jī)械在內(nèi)的多個領(lǐng)域。而功能化納米材料作為一種新型的分析技術(shù)也已在蛋白質(zhì)組學(xué)研究中得到了廣泛的應(yīng)用。
　　本論文針對上述蛋白質(zhì)

3、組學(xué)研究中磷酸化蛋白組學(xué)分析熱點問題，將功能化納米材料與蛋白質(zhì)組學(xué)分析結(jié)合起來，以具有大比表面積的金屬氧化物納米材料為重點，開展了一系列研究工作，發(fā)展了相關(guān)的新技術(shù)新方法，并進(jìn)行了實際的應(yīng)用研究。主要研究內(nèi)容和取得的研究成果摘要如下:
　　第一章概述了蛋白質(zhì)磷酸化修飾的研究現(xiàn)狀。首先介紹了蛋白質(zhì)磷酸化的重要性及其特點。對現(xiàn)今磷酸化蛋白質(zhì)研究中的生物質(zhì)譜技術(shù)進(jìn)行了簡單地闡述。歸納并總結(jié)了磷酸化蛋白質(zhì)/肽段的富集方法，對其原理和優(yōu)缺點

4、進(jìn)行了介紹。然后簡單介紹了功能化納米材料在蛋白質(zhì)組學(xué)研究中的應(yīng)用。最后作者闡述了本論文的選題意義和目的。
　　第二章首先介紹了一種簡便方法合成具有核殼結(jié)構(gòu)和大比表面積的Fe3O4@mesoporous TiO2微球，分別用標(biāo)準(zhǔn)蛋白酶解液和實際生物樣品鼠腦組織酶解液考察了Fe3O4@mesoporous TiO2微球?qū)α姿峄亩蔚母患Ч?，結(jié)果證明了所報道材料對磷酸化肽段有很好的富集效果，在磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)研究中的應(yīng)用前景十分廣泛。

5、
　　第三章利用簡便的一步水熱反應(yīng)合成了TiO2/graphene復(fù)合材料，并考察了其對磷酸化肽段的富集效果。石墨烯由于其突出的機(jī)械、電學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)性能及高達(dá)2600m2g-1的理論比表面積近來引起廣泛關(guān)注，但由于石墨烯分散液變干時，石墨烯傾向團(tuán)聚，因此，石墨烯與納米金屬顆?；蚣{米金屬氧化物的復(fù)合近來受到更多的關(guān)注。由于二氧化鈦對磷酸化肽段有很好的特異性吸附能力，加之石墨烯超大的比表面積，在本部分工作中，我們開發(fā)了一種簡便的一步

6、水熱合成法制備出了二氧化鈦與石墨烯的復(fù)合材料并成功地應(yīng)用于磷酸化肽段的富集研究。
　　第四章在第三章工作的基礎(chǔ)上，在復(fù)合材料中又引入了Fe3O4磁球，制備了Fe3O4/graphene/TiO2復(fù)合材料。在保留了二氧化鈦對磷酸化肽段特異性吸附能力及石墨烯超大比表面積的基礎(chǔ)上將復(fù)合材料賦予磁性，使得富集分離過程更易操作，更簡便快捷。此外我們還將此復(fù)合材料用于實際生物樣品人肝癌組織酶解液中磷酸化肽段的富集。
　　第五章我們合成了

7、一種空心的氧化鋁微球材料，并修飾于MALDI靶板上，對磷酸化肽段富集后直接進(jìn)行MALDI-TOF MS檢測，實現(xiàn)了磷酸化肽段的快速選擇性富集檢測。由于材料特殊的空心結(jié)構(gòu)，使其具有很大的比表面積，從而帶來高效的富集效果。實驗結(jié)果證實了其對磷酸化肽段富集的有效性及靈敏性，為生物樣品實現(xiàn)高通量的在線富集檢測提供了一種有效的潛在手段。
　　總之，本論文圍繞磷酸化肽段的富集新技術(shù)新方法，發(fā)展了多種具有大比表面積的新型功能化納米材料，為解決磷