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        聚乙烯亞胺修飾的鐵酸鎳-氧化石墨烯復(fù)合物在磷酸化多肽富集中的應(yīng)用

        2024-09-02 00:00:00張愷娜劉媛王香鳳劉海靈謝孟峽
        分析化學(xué) 2024年5期
        關(guān)鍵詞:氧化石墨烯

        摘要 制備了一種聚乙烯亞胺(PEI)修飾的鐵酸鎳-氧化石墨烯復(fù)合物材料GO@PEI-NiFe2O4,用于選擇性凈化和富集生物樣品中的磷酸化肽段。此復(fù)合材料表面的Ni2+和Fe3+可與磷酸基團(tuán)配位,從而選擇性地吸附磷酸化肽段,修飾的PEI 增強(qiáng)了復(fù)合材料的親水性,有利于其與磷酸化肽段結(jié)合。此外,復(fù)合材料中的NiFe2O4 具有磁性,可使其快速從溶液中分離出來。以β-酪蛋白(β-Casein)為樣品,考察了復(fù)合材料對(duì)胰酶酶解液中的磷酸化肽段的富集性能,并與GO@NiFe2O4(未被PEI 修飾)富集的結(jié)果進(jìn)行了比較,同時(shí)探討了復(fù)合材料的吸附機(jī)理。采用磷酸化肽段pTyr測(cè)定了復(fù)合材料對(duì)pTyr 的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)吸附曲線,最大吸附容量可達(dá)36.2 μg/mg。研究結(jié)果表明,此復(fù)合材料能夠有效去除非磷酸化肽段等干擾組分的影響,高效地富集復(fù)雜基體中的磷酸化肽段。大鼠肝臟蛋白胰酶酶解液經(jīng)過富集后,采用質(zhì)譜可鑒定出1535 條磷酸化肽段,其富集效果顯著優(yōu)于Fe3+-IMAC 商品化試劑盒。本研究為磷酸化肽段的富集提供了一種高選擇性材料,在磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)研究中具有潛在的應(yīng)用前景。

        關(guān)鍵詞 磷酸化肽段;鐵酸鎳;聚乙烯亞胺;氧化石墨烯;磁響應(yīng)

        生物體內(nèi)許多重要的生理生化活動(dòng)都與蛋白質(zhì)磷酸化有關(guān),如細(xì)胞的信號(hào)傳導(dǎo)、分化和增殖等[1-3]。蛋白質(zhì)磷酸化的異常還會(huì)導(dǎo)致很多疾病的發(fā)生和發(fā)展[4-8],研究蛋白質(zhì)磷酸化有助于揭示疾病發(fā)生發(fā)展機(jī)制,發(fā)現(xiàn)疾病的相關(guān)生物標(biāo)志物,因此備受關(guān)注。質(zhì)譜分析技術(shù)具有定性和定量分析能力強(qiáng)、分析速度快、通量高、分辨率和靈敏度高等優(yōu)點(diǎn),已成為蛋白質(zhì)組學(xué)研究不可或缺的分析手段[9-11]。復(fù)雜生物樣品中磷酸化蛋白質(zhì)的鑒定由于其樣品基體干擾大、待測(cè)組分豐度低等因素,無法用質(zhì)譜直接檢測(cè)[12-13]。磷酸化多肽在質(zhì)譜分析前,樣品通常需要先通過凈化和富集,以去除干擾組分的影響[14]。因此,富集材料的性能對(duì)磷酸化蛋白質(zhì)的鑒定具有關(guān)鍵作用,開發(fā)高效、特異性強(qiáng)的富集材料對(duì)磷酸化蛋白質(zhì)的檢測(cè)至關(guān)重要。

        金屬氧化物親和色譜法(Metal oxide affinity chromatography, MOAC)對(duì)復(fù)雜基體中的磷酸化肽段具有較好的富集效果,其富集材料表面的金屬陽離子可特異性識(shí)別磷酸化肽段的磷酸基團(tuán)并形成復(fù)合物[15-16]。這些富集材料表面的金屬陽離子通過化學(xué)鍵與氧原子結(jié)合,穩(wěn)定性強(qiáng),在富集過程中不易丟失,已有多種用于磷酸化肽段富集的MOAC 金屬氧化物被報(bào)道[17-22],如TiO2、CeO2 和MoO3 等,這些金屬氧化物對(duì)復(fù)雜基體中的磷酸化肽段富集具有良好的選擇性。但是,大多數(shù)金屬氧化物的親水性低,在一定程度上限制了其對(duì)磷酸化肽段的凈化富集效果,因此,對(duì)金屬氧化物進(jìn)行改性已成為近年來的研究熱點(diǎn)[23-24]。

        鐵酸鎳為二元金屬氧化物,其分子中含有的Ni—O 和Fe—O 功能基團(tuán)簇均可選擇性地與磷酸化肽段結(jié)合[25-26],因此可用作生物樣品中磷酸化肽段的富集材料。同時(shí), NiFe2O4 分子中含有鐵氧體,是一種磁性物質(zhì),在磁鐵存在下,可從溶液中快速分離出來[27]。然而,在非修飾的情況下, NiFe2O4 作為富集材料對(duì)磷酸化肽段的吸附性能不佳[25-26],并且極易發(fā)生聚集,因而使用不便,影響富集效果[28]。

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