質(zhì)譜在手性氨基酸分析中的應(yīng)用.pdf

1、手性分子，如氨基酸、核苷酸及單糖分子等是組成生命信息載體的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。微小的氨基酸構(gòu)型的改變可以影響蛋白的空間構(gòu)型，進(jìn)而引發(fā)各種可能的疾病。手性分子的分析方法多數(shù)依賴于標(biāo)準(zhǔn)品和參照物的選擇，因此很難實現(xiàn)快速靈敏的分析手性混合物和生物體系中手性化合物。本論文以手性氨基酸和多肽為研究對象，運(yùn)用質(zhì)譜分析手段，在不需要引入標(biāo)準(zhǔn)品對照的情況下，實現(xiàn)了手性氨基酸和多肽中氨基酸殘基絕對構(gòu)型的快速定性、定量檢測;并將該方法成功地運(yùn)用到手性混合物分析和

2、動物血漿體系的分析中。具體內(nèi)容如下:
　　1.電噴霧電離源中正離子模式下的氣相羥醛縮合反應(yīng):當(dāng)以甲醇為溶液檢測芳香醛類化合物時，在質(zhì)譜圖中觀察到的最高豐度離子并不是常規(guī)的質(zhì)子化離子峰[M+H]+而是[M+15]+離子。以液質(zhì)聯(lián)用、氘代標(biāo)記、氧標(biāo)記和理論計算等方法研究了芳香醛類化合物在氣相中的這一特殊反應(yīng)，通過實驗證實[M+15]+離子是由芳香醛類化合物在ESI源內(nèi)與甲醇溶劑在中性甲醇分子催化下發(fā)生氣相羥醛縮合反應(yīng)而生成的。這一研究

3、對發(fā)展質(zhì)譜檢測芳香醛類化合物的分析方法具有重要的意義，也為后續(xù)開展原位手性分析工作提供了思路。
　　2.手性酰氯探針的設(shè)計合成及其在原位分析氨基化合物對映異構(gòu)體中的應(yīng)用:本章設(shè)計合成了一系列酰氯試劑，通過對酰氯試劑反應(yīng)活性及手性選擇性的篩選選出最佳試劑N-苯磺?；?2-吡咯酰氯為手性探針。以此探針實現(xiàn)了對手性氨基化合物的定性識別;并克服基質(zhì)效應(yīng)的干擾，首次實現(xiàn)了同時在有機(jī)溶劑體系和動物血漿中測定氨基酸的對映體過量值。
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4、.多肽中氨基酸殘基絕對構(gòu)型的測定:本章設(shè)計合成了一對質(zhì)量數(shù)相差5Da、互為對映異構(gòu)體的新型手性質(zhì)譜探針。通過對探針反應(yīng)活性的研究發(fā)現(xiàn)這對探針具有一定的反應(yīng)動力學(xué)差異，因而在質(zhì)譜圖上產(chǎn)生一對質(zhì)荷比相差5Da、豐度差異明顯的離子峰?；诜磻?yīng)動力學(xué)原理成功實現(xiàn)了對皮克級氨基酸、氨基酸混合物的高通量分析;通過建立對映體過量與手性識別能力之間的數(shù)學(xué)關(guān)系實現(xiàn)了對對映體過量的定量測定;本章以理論計算和核磁共振技術(shù)對手性探針的識別機(jī)理進(jìn)行了研究，提出了

5、動力學(xué)反應(yīng)差異為主導(dǎo)，熱力學(xué)產(chǎn)物穩(wěn)定性差異為輔的識別機(jī)制;首次實現(xiàn)了對多肽中的氨基酸殘基絕對構(gòu)型的測定，對未來將其應(yīng)用于測定病變蛋白中的異構(gòu)化位點提供了可能。
　　4.電荷遠(yuǎn)程裂解反應(yīng)在多肽及其異構(gòu)體識別中的應(yīng)用:本章以皮啡肽等小肽為研究對象，通過對堿金屬、堿土金屬、副族金屬、過渡金屬的篩選發(fā)現(xiàn)鈀離子可以誘導(dǎo)多肽按照電荷遠(yuǎn)程裂解機(jī)理規(guī)律性的產(chǎn)生b離子，使得二級質(zhì)譜圖更為簡化。同時，鈀與多肽配位后，當(dāng)多肽中氨基酸殘基構(gòu)型發(fā)生變化時鈀

6、肽絡(luò)合物產(chǎn)生b離子碎片豐度會有明顯差異，通過對b離子碎片相對豐度的比較實現(xiàn)了在不引入外加手性配體的情況下對多肽及其異構(gòu)體的定性識別。鈀誘導(dǎo)多肽異構(gòu)體二級質(zhì)譜差異的機(jī)理采用核磁法和理論計算結(jié)果進(jìn)行了驗證，推測二級質(zhì)譜碎片豐度的差異可能與多肽中各原子的電荷分布差異有關(guān)。本方法不需要引入新的手性環(huán)境，與傳統(tǒng)的手性識別方法相比具有一定的創(chuàng)新性;引入鈀離子后多肽碎裂的譜圖變得簡化易識別，這為未來對多肽及蛋白的測序工作提供了新的思路。
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7、.CFs包合機(jī)理及其對氨基酸手性識別的研究:CFs是一類新型低聚多糖，因具有和環(huán)糊精不同的骨架結(jié)構(gòu)而表現(xiàn)出不同化學(xué)活性，目前對CFs的質(zhì)譜研究相對較少。本章選用CFs本體為研究對象，以氨基酸為客體，采用質(zhì)譜、核磁和動力學(xué)模擬計算方法對CFs的包合位點、包合機(jī)制、包合常數(shù)等進(jìn)行研究。實驗證實CFs與氨基酸的主客體結(jié)合作用在溶液pH值的調(diào)控下可以選擇性的發(fā)生作用位點變化。在研究CFs和氨基酸結(jié)合機(jī)理的基礎(chǔ)上，以原位反應(yīng)法和主客體競爭法成功的