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蛋白交聯(lián)劑的綜述分類應(yīng)用和反應(yīng)基團(tuán)介紹說明-瑞禧生物
【蛋白交聯(lián)劑的綜述】:
蛋白質(zhì)交聯(lián)劑是一類小分子化合物,具有2個(gè)或者更多的針對特殊基團(tuán)(-NH2、-COOH、-HS等)的反應(yīng)性末端,可以和2個(gè)或者更多的分子分別偶聯(lián),從而使這些分子結(jié)合在一起。70年代時(shí)人們普遍使用戊二醛作為蛋白質(zhì)交聯(lián)劑連接抗體和指示劑(如酶類),但其缺點(diǎn)是由于交聯(lián)基團(tuán)是隨機(jī)的,容易形成雜亂的多聚體。80年代,更具選擇特異性的交聯(lián)劑,例如NHS(針對-NH2)和馬來酰亞胺(針對-HS)在生命科學(xué)研究中得到了更為廣泛的應(yīng)用。巧妙地運(yùn)用交聯(lián)劑可以在蛋白質(zhì)相互作用研究,免疫學(xué),癌癥治療等領(lǐng)域取得意想之外的收獲。截至2010年,市面常用的蛋白質(zhì)交聯(lián)劑大約有一百多種。
【蛋白交聯(lián)劑的分類】:
1:同源交聯(lián)劑:
具有兩個(gè)相同活化反應(yīng)基團(tuán)。應(yīng)用:一步反應(yīng),分子內(nèi)交聯(lián),多聚反應(yīng),穩(wěn)定四級結(jié)構(gòu)
2:異源交聯(lián)劑:
具有兩個(gè)不同活化反應(yīng)基團(tuán)。應(yīng)用:兩步反應(yīng)交聯(lián),可減少聚集和自身交聯(lián)。反應(yīng)原則:首先反應(yīng)不穩(wěn)定活性基團(tuán)(與第一種蛋白質(zhì)),然后去除掉未反應(yīng)的交聯(lián)劑,在加入第二種待交聯(lián)蛋白質(zhì),短臂用于分子間交聯(lián),長臂用于分子內(nèi)交聯(lián)典型反應(yīng):SH……NH2, NH2…… COOH
3:光反應(yīng)交聯(lián)劑:
反應(yīng)原則:首先交聯(lián)不穩(wěn)定的熱反應(yīng)活性基團(tuán)(與第一種蛋白質(zhì)),然后UV交聯(lián),將第一種蛋白質(zhì)交聯(lián)到第二種蛋白質(zhì)的N-H,C-H上。特點(diǎn):交聯(lián)非特異性,產(chǎn)率低。
【交聯(lián)劑的使用方法】:
圖示為同源交聯(lián)劑的使用方法:首先將待交聯(lián)的蛋白質(zhì)A與交聯(lián)劑在一定條件下反應(yīng),得到的蛋白質(zhì)A-交聯(lián)劑中間體,然后移除多余的交聯(lián)劑,再加入欲交聯(lián)的蛋白質(zhì)B。產(chǎn)物中可能會(huì)形成多聚體,這一副產(chǎn)物通過調(diào)節(jié)反應(yīng)條件來控制。分成兩部反應(yīng)的目的在于減少分子內(nèi)交聯(lián)以及形成蛋白質(zhì)多聚物。另外,選擇異源交聯(lián)劑也可以減少多聚物的產(chǎn)生。
【交聯(lián)劑的應(yīng)用】:
細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)研究
蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)研究
蛋白質(zhì)間相互作用研究
生物導(dǎo)彈研究(靶向藥物)
載體蛋白與半抗原的連接
蛋白質(zhì)或其他分子的固相化
抗體的標(biāo)記、標(biāo)記轉(zhuǎn)移
蛋白質(zhì)與核酸的連接
蛋白質(zhì)修飾等
【選擇交聯(lián)劑應(yīng)考慮的因素】:
反應(yīng)特異性
反應(yīng)指向性
間臂長度性
水溶性
透膜性
一種或兩種反應(yīng)基團(tuán)
熱反應(yīng)還是光電反應(yīng)
可否切斷
可否碘標(biāo)
【可與交聯(lián)劑反應(yīng)的基團(tuán)】:
游離氨基(賴氨酸ε或N末端的氨基)
巰基(半胱氨酸)
羧基(天冬氨酸,谷氨酸,末端羧基)
羥基(絲氨酸或蘇氨酸)
酮基,醛基,糖鏈
苯酚衍生物(苯丙氨酸,色氨酸,酪氨酸)
放射性基團(tuán):R-N3
交聯(lián)劑反應(yīng)基團(tuán)和反應(yīng)指向性一覽
反應(yīng)基團(tuán) | 功能靶基團(tuán) |
芳香疊氮化鈉(Aryl Azide) | 無選擇性或(α 氨基) |
碳化二亞胺(Carbodiimide) | 氨基/羧基 |
酰肼類(Hydrazide) | 醣類(氧化后) |
羥甲基磷化氫(Hydroxymethyl phosphine) | 氨基 |
酰亞胺酯(Imidoester) | 氨基 |
異氰酸鹽(或酯)(Isocyanate) | 羥基(非水相) |
馬來酸酐(Maleimide) | 巰基 |
琥珀酰亞胺(NHS-ester) | 氨基 |
PFP-ester | 氨基 |
Psoralen | 胸腺嘧啶(光電反應(yīng)) |
(吡啶二硫物)Pyridyl Disulfide | 巰基 |
Vinyl Sulfone | 巰基 氨基 羥基 |
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