[发明专利]一种糖蛋白分离富集材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种糖蛋白分离富集材料，它包括基底及接枝在其表面的均聚物层，所述均聚物的化学结构如下；本发明所得糖蛋白分离富集材料，可实现在蛋白水平上直接分离糖蛋白的目的，分离富集糖蛋白过程中可表现出高选择性、高通量、低成本、分离效率高及样品损失小等特点，适合推广应用。

技术领域

本发明属于分析化学和有机化学技术领域，具体涉及一种糖蛋白分离富集材料及其制备方法和应用。

背景技术

蛋白质糖基化是在糖基转移酶的作用下，将糖类转移到蛋白质上，并与蛋白质上的氨基酸残基(如Asn、Ser、Thr)形成糖苷键的翻译后修饰过程。蛋白质糖基化调节着许多生物事件，如分子识别、细胞粘附与信号转导、免疫反应、肿瘤发生与转移等。大量研究表明，异常的蛋白质糖基化与异常的蛋白质功能密切相关，进而导致许多重大疾病(如各种癌症和神经退行性疾病)。因此，糖蛋白被广泛用作诊断和治疗的生物标志物。此外，糖蛋白还可以作为治疗或抑制疾病的靶点。例如，HIV病毒在其表面有大量的高甘露糖型糖蛋白，因此与这些糖蛋白结合的药物可以预防HIV感染。

到目前为止，临床应用的蛋白质70％以上是糖蛋白，如促红细胞生成素、凝血因子以及各种干扰素和糖蛋白疫苗抗体，因此糖蛋白引起了生物学、病理学和诊断学科学家的极大兴趣。然而，由于糖蛋白的丰度极低、非修饰蛋白的强烈干扰、隐藏的糖基化位点、亲水性基团/区域的变化、聚糖固有的复杂性和多样性(如丰富的糖组成、分支结构、而糖苷键同分异构体)则进一步增加了分离和富集难度。因此，在质谱分析之前进行有效的糖蛋白分离富集是非常必要的。

蛋白质糖基化分析一般采用自下而上和自上而下两种策略。目前由于完整糖蛋白分离困难，糖蛋白组学研究主要基于“自下而上”的策略，即先将蛋白无差别酶解成多肽链段，在肽段水平上鉴定其中的磷酸化位点，然后进行搜库、推理和拼接得到完整的糖蛋白信息，这种方法虽然简单易行，但是所得蛋白水平的磷酸化信息离实际生物样品中的真实信息存在很大差距。因此，如何实现在蛋白水平上直接进行分离一直以来是糖蛋白质组学研究者们所努力尝试但仍未解决的难题。

发明内容

本发明的主要目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种糖蛋白分离富集材料，该材料可实现在蛋白水平上直接分离糖蛋白的目的，且涉及的分离效率高，样品损失小，成本较低，适合推广应用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案：

一种糖蛋白分离富集材料，它包括基底及接枝在其表面的均聚物层，所述均聚物的化学结构式见式I；

其中，聚合度n取值20～500；基底为硅球、金、二氧化钛、二氧化锆或四氧化三铁等。

上述方案中，所述均聚物以APE功能单体为主要原料进行自由基聚合而成，其中APE功能单体的结构式见式II；

上述方案中，所述APE功能单体以PE和丙烯酰氯为主要原料进行反应而成；PE化学结构式见式III；

上述一种糖蛋白分离富集材料的制备方法，采用表面引发-原子转移自由基聚合反应机制将共聚物接枝到基底表面，具体步骤包括：

1)将APE功能单体溶解于水中，在密封条件下在液氮中冷冻处理一段时间，然后在真空条件下加热溶解(复溶)除氧，重复上述冷冻、复溶步骤，充分出去氧气；

2)在无氧条件下向步骤1)所得混合体系中加入溴化亚铜催化剂和N,N,N’,N”,N”-五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)配体，混合搅拌均匀后，将Br修饰的基底材料(如硅球等)浸入前述溶液中，然后在70～90℃条件下进行原子转自由基聚合反应3～12h；再经醇洗和水洗、干燥，得到所述糖蛋白分离富集材料。