血液灌流用beta2微球蛋白仿生亲和吸附剂的设计、制备及性能研究

透析相关淀粉样变是长期血液透析患者最常见的、致残性并发症，其淀粉样物质的主要活性成分是β2-微球蛋白（BMG）。血液灌流疗法利用吸附剂可部分清除BMG。目前，用于治疗DRA的吸附剂多利用物理吸附和体积排阻的原理，其血液相容性和吸附选择性存在缺陷；而具有高选择性的BMG免疫吸附剂又存在成本高昂，稳定性差的缺点。开发仿生亲和吸附剂是解决上述问题的主要途径。但是，高选择性吸附剂的开发通常是先合成出吸附剂，再筛选配体的有效性，耗时长，结构设计指导性差。本课题通过构建BMG靶标蛋白模型，高通量虚拟筛选配体，大幅缩短配体筛选耗费的时间。同时获得配体结构设计信息，对配体分子结构进一步优化，并利用吸附剂分子模型考查配体固载后的结构变化及亲和性。在上述基础上，选择合理的固定化方法在纤维素上固载配体，制备BMG仿生亲和吸附剂。本研究将虚拟筛选用于BMG吸附剂配体设计，为解决吸附剂的选择性问题提供了一种新方法。

长期血透病人因肾小球和肾小管滤过功能丧失，导致病人血清β2-微球蛋白的含量上升，而该分子的慢性聚集是造成透析相关淀粉样变(DRA)的主要原因,是长期血液透析患者最常见的、致残性并发症。本研究的目的在于利用高通量虚拟筛选的方法筛选对β2-微球蛋白具有高亲和性的配体,以再生纤维素为吸附剂母体结构,通过配体固定化方法制备出对β2-微球蛋白具有显著吸附能力的亲和吸附材料,并检测其生物相容性。本课题在不同来源的β2-微球蛋白晶体数据的基础上，模建了五个用于配体筛选的β2-微球蛋白分子模型。并利用靶蛋白药效团结构推测软件Pocket v.2对蛋白可能的结合活性位点进行了预测。经计算预测得到的β2-微球蛋白的结合位点主要集中在肽链的5—10号,52-68号氨基酸残基附近。因为这一区域可以形成一个比较保守的空腔结构，有利于小分子配体进行空间几何的高效识别。此结果与免疫亲和质谱的研究结果表现出了极高的一致性。以此建模，利用SybylX1.1的Docking模块对Bissant2-pham、zinc-pham、tk，ACD-3D配体库进行了虚拟筛选，在初筛得到的打分排在前1000个的配体基础上，进一步用Flex X模块进行柔性对接筛选，得到15个目标配体。以此结果为指导制备了以再生纤维素为母体，分别含氨基、磺酸基和双亲配体的具有钠米多孔结构的高比表面积吸附微球。水相实验表明具有胆固醇结构的双亲配体微球具有最高的β2-微球蛋白吸附能力，与母体球比吸附能力提高1.45倍。而母体球本身的纳米孔洞结构对β2-微球蛋白也有较好的吸附能力。相比羟甲基纤维素制备的凝胶型微球其吸附能力能够提高1.8倍。上述结果表明虚拟筛选对确定目标蛋白的位点及吸附剂的结构设计具有很好的指导作用，是仿生吸附材料的结构设计的一种重要辅助手段。