親和性離子液體的合成及應用于組氨酸標簽蛋白純化的研究.pdf

1、離子液體(Ionic Liquids，ILs)是近年來研究廣泛的一種綠色溶劑。離子液體具有很多優(yōu)良的特性，比如寬的液態(tài)范圍、熱力學穩(wěn)定性、高離子電導率等，而且離子液體與很多有機物溶解性良好、可燃性低、蒸汽壓可忽略。以上特性使離子液體被應用于眾多的全新的領(lǐng)域，比如耐高溫潤滑劑、萃取溶劑、合成與催化的反應溶劑及太陽能或燃料電池的新式電解液。離子液體通常被用作傳統(tǒng)有機溶劑的環(huán)境友好型替代品應用在化學反應中作為分子溶劑使用。近期，離子液體的功能

2、化研究興起，通過離子液體支載功能化基團賦予離子液體額外的功能特性。本文以離子液體作為萃取溶劑，利用離子液體可設(shè)計的特性將氮雜大環(huán)功能性配體與疏水性離子液體鏈接構(gòu)建親和性離子液體（Affinity Ionic Liquid，AIL），通過氮雜大環(huán)螯合金屬離子構(gòu)成復合物，利用螯合的金屬離子對組氨酸標簽特異的親和性對組氨酸標簽蛋白進行特異性親和純化。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)以咪唑、1-溴辛烷、1，6-二溴己烷等為基本原料合成烷基咪

3、唑陽離子;以乙二醇、二乙烯三胺、對甲苯磺酰氯為基本原料合成功能性配體;鏈接烷基咪唑陽離子與功能性配體，并通過陰離子交換得到疏水性AIL。主要中間產(chǎn)物及最終產(chǎn)物均通過NMR、MS等方法進行結(jié)構(gòu)鑒定。
　　(2)對于AIL與離子液體[bdmim][NTf2]構(gòu)成的離子液體二元萃取體系進行金屬離子螯合特性測試。配制含梯度AIL質(zhì)量的二元萃取體系，分別螯合Cu2+、Ni2+、Zn2+三種金屬離子，通過原子吸收分光光度計火焰法測金屬離子吸收

4、量。發(fā)現(xiàn)當AIL含量過高時“三明治結(jié)構(gòu)”的形成會影響金屬離子結(jié)合量。通過FITC-(His)6-OH測試了AIL對于聚六組氨酸多肽的親和性，結(jié)果表明只有當AIL螯合金屬離子后才會對FITC-(His)6-OH產(chǎn)生親和性。
　　(3)在不同離子強度條件下研究了M-AIL(M=Cu、Ni、Zn)對組氨酸標簽增強型綠色熒光蛋白(His-tag EGFP)萃取量的變化。結(jié)果表明，隨著離子強度的升高Cu-AIL結(jié)合His-tag EGFP的

5、量減少，Ni-AIL、Zn-AIL的結(jié)合量逐漸上升。說明了離子強度對于親和介質(zhì)與蛋白質(zhì)之間的靜電效應及疏水作用的影響。同時，研究了不同AIL含量的萃取體系對于His-tag EGFP萃取量的影響，表明金屬離子與AIL形成的“三明治結(jié)構(gòu)”是影響蛋白質(zhì)的萃取量的重要因素。
　　(4)將M-AIL應用于大腸桿菌表達總蛋白的中His-tag EGFP的純化。選擇適宜的AIL含量，在高離子強度條件下進行His-tag EGFP的純化。結(jié)果表

6、明:Cu-AIL親和性最強，對于His-tag EGFP的選擇性最差;Ni-AIL受限于其低的金屬離子結(jié)合量，獲得的目的蛋白最少;Zn-AIL能有效地親和His-tag EGFP，純化效率相對最佳。并結(jié)合以上不同親和介質(zhì)的特性，開發(fā)出了利用Zn-AIL與Cu-AIL的二次純化體系，獲得了純度約為90％的His-tag EGFP。
　　(5)重復利用能力是離子液體利用的一項重要指標，本文研究了M-AIL連續(xù)使用過程中對His-tag