糖和凝集素蛋白質(zhì)的特異性結(jié)合在精卵結(jié)合、病毒入侵，免疫防御等生命過程中扮演了很多非常重要的角色，因此開發(fā)新的研究糖和蛋白特異性結(jié)合的方法和平臺顯得尤為重要。石英晶體微天平(QCM)因為其靈敏度高，可對給體和受體的結(jié)合進(jìn)行實時、原位檢測，是一種頗具特色的檢測手段。在檢測過程中，常需要將蛋白質(zhì)固定在芯片表面。目前較為常見的固定蛋白質(zhì)的方法有兩種，一種是共價鍵法，其優(yōu)點是修飾牢固穩(wěn)定，數(shù)據(jù)重現(xiàn)性好，缺點是效率低，步驟繁瑣；另一種是非共價鍵法，也就是物理吸附，優(yōu)點是操作簡便快捷，缺點是穩(wěn)定性和重現(xiàn)性差。因此開發(fā)新的高效蛋白質(zhì)表面吸附方法顯得尤為重要。
（實驗設(shè)計思路）
基于上述背景，復(fù)旦大學(xué)陳國頌-江明課題組以糖和鄰羥基苯硼酸半酯的動態(tài)共價鍵為驅(qū)動力，成功實現(xiàn)了蛋白質(zhì)在QCM芯片表面的高效修飾，所得表面具有很好的穩(wěn)定性。他們首先設(shè)計并分別制備了甲基丙烯酸酯和苯硼酸的無規(guī)共聚物(PtBMA-co-PBOB)和含糖均聚物，利用PtBMA與QCM芯片表面的疏水作用將苯硼酸固定在芯片表面，然后通過苯硼酸與糖之間的動態(tài)共價鍵在芯片表面修飾一層糖聚合物，最后通過糖與蛋白質(zhì)的特異性相互作用將該表面用于蛋白質(zhì)修飾。糖聚合物的存在和其對于蛋白質(zhì)的多價結(jié)合導(dǎo)致芯片表面能夠高效、穩(wěn)定地吸附蛋白質(zhì)，固定量可達(dá)為2832 ng/cm2。而在對照實驗中，利用共價鍵修飾相同蛋白質(zhì)的固定量僅為424.8 ng/cm2。所得蛋白質(zhì)表面非常穩(wěn)定，在大量游離的單糖沖洗的情況下，蛋白質(zhì)依然保持穩(wěn)定。說明通過多重非共價作用，糖聚合物能很穩(wěn)定地將蛋白質(zhì)固定在芯片表面。該工作對于實現(xiàn)蛋白質(zhì)在表面的高效修飾提供了一條新的思路。
這一研究工作最近在線發(fā)表在高分子學(xué)報創(chuàng)刊60周年專輯(DOI：10.11777/j.issn1000-3304.2017.16347)上，林銘昌博士是該論文的第一作者，陳國頌為通訊作者。該項工作得到國家自然科學(xué)基金(91527305和21474020)的資助。
參考文獻(xiàn)：Ming-chang Lin, Guo-song Chen. An Efficient Protein Modification Method Based on Dynamic Covalent Bonding between Sugar and Phenylboronic Acid. Acta Polymerica Sinica, 2017, (7): 1113- 1120
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DOI:10.11777/j.issn1000-3304.2017.16347
