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  生物體系精確的分子識(shí)別令人嘆為觀止。例如酶能選擇性地識(shí)別底物，抗體能選擇性地識(shí)別抗原，等等。為了使合成體系具有類似的分子識(shí)別能力，人們進(jìn)行了多方面的探索，分子印跡就是為此而提出的一條非常有效的策略，其原理如下：

  利用印跡技術(shù)制備的分子印跡聚合物由于留有與模板分子在大小、形狀和官能團(tuán)的方向上互補(bǔ)的印跡空腔，因此能選擇性識(shí)別目標(biāo)分子。利用這一策略制備小分子的分子印跡聚合物取得了巨大成功，然而蛋白質(zhì)等大分子的分子印跡則仍是巨大挑戰(zhàn)。蛋白印跡面臨的主要問(wèn)題有（1）模板去除難，（2）印跡效果不佳。這些問(wèn)題的根源在于蛋白質(zhì)自身的特點(diǎn)，如分子量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等，因此難以克服。

  南開大學(xué)張擁軍教授課題組最近提出可利用多肽的helix-coil轉(zhuǎn)變同時(shí)解決這兩個(gè)難題。他們以多肽交聯(lián)劑取代普通交聯(lián)劑制備多肽交聯(lián)的蛋白印跡聚合物。在pH刺激下多肽鏈段由helix結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)樯煺沟腸oil結(jié)構(gòu)，印跡聚合物發(fā)生溶脹，使模板蛋白易于去除。將pH調(diào)回，多肽鏈段由伸展的coil結(jié)構(gòu)重新折疊回到helix結(jié)構(gòu)，印跡聚合物去溶脹，恢復(fù)原來(lái)的尺寸。由于多肽折疊的高度精確性，聚合物中印跡空腔的大小和形狀均將恢復(fù)，因此可選擇性識(shí)別目標(biāo)蛋白：

  利用這一方法以lysozyme為模板蛋白制備了印跡聚合物，不僅實(shí)現(xiàn)了在溫和條件下的模板蛋白的去除（在37 ℃ 下以添加154 mM NaCl 的20mM pH7.4 磷酸緩沖溶液進(jìn)行模板蛋白洗脫，一次洗脫率即達(dá)92.7%，三次洗脫率為97.8%。），而且實(shí)現(xiàn)了印跡效果的大幅提高（印跡因子IF高達(dá)10.0。與普通交聯(lián)劑BIS交聯(lián)的印跡聚合物相比，印跡效果增加了約10倍）：

  由于是在溫和條件下進(jìn)行模板蛋白的洗脫，洗脫下來(lái)的蛋白的二級(jí)和三級(jí)結(jié)構(gòu)幾乎不變，因此活性變化很小。此外，該印跡聚合物的吸附容量高達(dá)679.6mg/g，遠(yuǎn)高于此前報(bào)道的印跡聚合物，而且也具有很高的選擇性：

  利用這一聚合物從雞蛋清中提取溶菌酶，只需簡(jiǎn)單的吸附-洗脫的操作，就能將溶菌酶從100多種蛋白質(zhì)中幾乎完全提取出來(lái)，回收率達(dá)96.3%，純度達(dá)93.4%，活性達(dá)92%：

  這一工作以“Peptide-Crosslinked Protein-imprinted Polymers: Easy Template Removal and Excellent Imprinting Effect”為題發(fā)表于中國(guó)化學(xué)會(huì)旗艦新刊CCS Chemistry, 2019, 1, 544-552。論文的第一作者為博士研究生許榮。通訊作者為關(guān)英副教授和張擁軍教授。

  論文鏈接：https://www.chinesechemsoc.org/doi/full/10.31635/ccschem.019.20190030