多肽修饰的纳米金加速油-水界面酶促反应.pdf

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1、第38卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究简报第9期2010年9月ChineseJournalofAnalyticalChemistry1333～1336DOI：10．3724／SP．J．1096．2010．01333多肽修饰的纳米金加速油．水界面酶促反应杨小超莫志宏(重庆大学生物工程学院，新型微纳器件与系统技术国家重点学科实验室，化学化工学院。，重庆4o0044)摘要用固相合成法制备阳离子氨基酸组成的多肽，再将其连接到巯基化合物上，用于纳米金表面配体交换，制备阳离子多肽修饰的纳米金，并研究了这种纳米粒子对油一

2、水(O／W)乳液界面酶促反应速度的影响。结果发现，将含有荧光底物的乳滴同酶直接混合时，45min内溶液中未检测到荧光信号变化，但向该溶液中加人纳米粒子后溶液中荧光信号立即增强。出现该现象的主要原因是，当乳液界面酶促反应体系中含有纳米粒子时，纳米粒子表面的阳离子多肽同时吸附带负电荷的酶和乳液，迅速屏蔽酶与乳液之间的电荷排斥，使酶与乳液中的底物能有效接触，加速酶促反应进行；通过选用不同的油相制备乳液，调控纳米粒子与乳液之间的氢键作用，还可使酶促反应速度进一步提高。关键词纳米金；酶促反应；乳液；界面1引言纳米金具有抗氧化

3、性强、生物相容性好、制备方法简单等优点，它是一种研究最广泛的纳米粒子卫。金和巯基之间可以形成稳定的共价键，用含巯基的化合物修饰纳米金表面，可以得到稳定性很好的纳米粒子。近年来，用两相合成法制备约2nm的纳米金，并用配体交换法对其表面进行单分子层修饰，制备功能性纳米金的方法备受关注，其原因主要是这种纳米粒子的粒度与许多生物大分子相近，并且具有相当大的比表面积，进行适当的修饰后能与生物分子发生强烈的吸附作用，是研究纳米粒子和生物分子相互作用的理想材料。目前，这类单分子层修饰的小粒度纳米金已经应用于蛋白质一蛋白质吸附的阻

4、断、一螺旋识别、变性蛋白质构象恢复及生物转运等领域的研究。酶是一类具有催化功能的生物大分子。酶促反应具有高度的化学专一性、立体选择性和位置选择性。酶促反应在工业生产中，特别是食品、药品和环境化学领域有重要用途。由于工业生产中许多酶促反应的底物为脂溶性物质，因此这些酶促反应需要在油一水界面进行，其中脂肪酶是一种在油一水界面执行酶促反应使用最多的酶，它可以催化脂类水解、脂类合成和手性化合物拆分等化学反应，该酶在油．水界面具有最大活性¨”。脂肪酶为水溶性生物分子，要使该酶均匀分散于油一水界面执行催化功能，需对其进行化学修

5、饰，常用的方法为在酶表面修饰聚合物，其中以聚乙二醇研究最多H，但对酶进行共价修饰容易造成酶的构象发生改变，从而影响酶的活性。本研究制备了一种阳离子多肽巯基配体，通过配体交换法将其用于粒度约为2nm的纳米金的表面单分子层修饰，得到了阳离子多肽修饰的纳米金，并研究了这种纳米粒子对油一水(O／W)乳液界面酶促反应的影响。2实验部分2．1仪器与试剂基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI—TOF，BrukerDaltonics公司)；100CX透射电子显微镜(JEOL)；SpectraMaxM5酶标仪(Spectram

6、ax)；Zeta电位仪(MalvernZetasizerNanoZS)。脂肪酶(Candidaantarctica)及其底物4．甲基伞形酮(Sigma．Aldrich公司)；三苯基保护的巯基化合物Trit—S—C11一TEG—COOH，按文献[8]的方法制备，其结构如图1所示。戊硫醇保护的粒径约为2nm的纳米金采用两相合成法制备_3』。多肽固相合成所需试剂包括哌啶、Ⅳ，Ⅳ．二甲基甲酰胺(DMF)、Ⅳ，Ⅳ-二2009-12—18t~；2010-03-02接受本文系国际科技合作项目(No．20072664)资助E-ma

7、il：zhihmo@cqu．edu．cn1334分析化学第38卷异丙基乙胺(DIPEA)、苯酚、三氟乙酸(TFA)、三异丙基硅烷(TIPS)、N，，v一二异丙基碳二亚胺(DIC)等，均购自AdvancedChemTech公司；其它试剂均为分析纯；实验用水为超纯水(>16Mn·cm)。2．2多肽巯基配体的合成多肽以标准的Fmoc固相合成法制备，其序列如图1所示。组氨酸、精氨酸和赖氨酸的侧链保护基团分别为Trt、Pmc和Boc。多肽合成时树脂／氨基酸／HOBt／HTBU／DIPEA的摩尔比为1：5：5：5：10。多肽合

8、成完毕后通过氨基和羧基的缩合将其与Tilt．S—C11一TEG—COOH联接在一起，形成多肽巯基配体，其操作步骤如图解1所示。Tilt—S．C11-TEG．COOH与多肽缩合时，树且~／Trit-S—C11-TEG-COOH／DIC／HOBt的摩尔比为1：5：6：7．5。缩合反应完成后用含三氟乙酸的切割试剂除去氨基酸侧链保护基团，并同时将多肽从树脂上切割下来