磷酸化肽配体的设计,合成及相互作用研究

磷酸化肽是一类具有重要生理学意义的物质，高选择性的结合磷酸化肽不但是富集/分离磷酸化肽从而为蛋白质组学研究提供必要信息的先决条件，而且也是利用人工受体调控蛋白质磷酸化的一个重要手段。. 本申请拟合成具有配位、疏水、氢键、静电等能够提供多重弱相互作用的配体，并利用等温滴定微量热以及核磁共振等方法对所合成的配体与磷酸化肽之间的相互作用进行研究，从而能得到如相互作用热力学参数及作用位点等重要的相互作用信息。另外，通过对具有不同结构特征的配体（或肽）之间相互作用参数的横向比较，能够对配体与磷酸化肽之间的相互作用模式有更加深入的了解。. 本申请拟进行的研究有望为高选择性磷酸化肽分离/富集材料的开发提供必要的理论支持。

对寡肽的高选择性结合是以蛋白质为目标的生物技术的基础，其中，由于磷酸化是蛋白质最重要的翻译后修饰，所以对磷酸化肽的选择性结合尤为重要。由于磷酸根可以与金属离子Zn2+产生配位作用，所以可以通过基于配位作用的金属有机化合物对其结合，此外，由于肽骨架氨基酸残基的多样性，可以通过调变金属有机化合物的结构使其与肽产生多重相互作用，进而产生高选择性结合。而这也是超分子化学在蛋白质识别领域的一个重要方向。.本项目主要研究了基于Zn2+-2,2'-二吡啶甲基胺（以下简称ZnDpa）的配位型化合物对RNA 聚合酶II 最大亚基末端的重复单元Tyr-Ser-Pro-Thr-Ser-Pro-Ser（以下简称CTD肽）的结合，以等温滴定微量热研究相互作用热力学，进一步以核磁共振及计算机模拟研究相互作用模式。主要结果及关键数据如下：. 1.合成了具有ZnDpa、胍羰基吡咯端基，同时具有疏水型连结臂的配体ZnDpaG，微量热研究表明，此类受体对磷酸化CTD肽结合较强，而对非磷酸化CTD肽结合很弱，表明配位作用在结合中起主导；同时，受体对不同磷酸化形式的肽呈现一定选择性，其中，对双磷酸化肽结合最强，结合常数达105，对5位单磷酸化CTD肽的结合要明显强于对2位单磷酸化CTD肽。进一步还研究了受体与一些模型的酸性肽的相互作用，结果表明，多羧基的酸性肽与ZnDpaG也有较强的结合。. 2.制备了连有ZnDpa的beta-环糊精，微量热结果表明，该配体对各种CTD肽的结合强度及选择性与ZnDpaG接近，环糊精在结合中提供了协同作用；进一步以多种NMR方法研究了相互作用模式，结果显示，磷酸根与Zn2+的配位发生在环糊精空腔以外，肽的疏水型残基包入环糊精空腔。. 3.在上述研究过程中，发现以2,2'-二吡啶甲基胺滴定Zn2+过程中呈现了较为特别的滴定曲线，通过设计实验证明了这是由于中性条件下Zn2+在滴定池中形成氢氧化物胶体，而随着滴定进行，胶体粒径不断减小，而溶解度则不断增大，从而在滴定曲线中呈现了不断增强的放热。. 上述研究结果为磷酸化肽高选择性配体的设计提供了理论依据，同时部分研究结果为胶体化学中的一些基本理论提供了佐证。