CN110982806B - 一种蛋白质芳基衍生物及其制备方法 - Google Patents

一种蛋白质芳基衍生物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种蛋白质芳基衍生物，制备方法及其用途。所述蛋白质芳基衍生物，是以蛋白质为原料，在氧化剂、铜催化剂、表面活性剂存在下与芳基化合物进行偶联反应，经双芳基偶联反应制得。本发明提供了一种蛋白质芳基衍生物，制备方法简单、高效、便捷，芳基化蛋白与原始蛋白相比，活性有了较大的提升。

Description

一种蛋白质芳基衍生物及其制备方法
(一)技术领域
本发明涉及一种蛋白质芳基衍生物，及其制备方法。
(二)背景技术
蛋白质(protein)是生命的物质基础，是有机大分子，是构成细胞的基本有机物，是生命活动的主要承担者。没有蛋白质就没有生命。氨基酸是蛋白质的基本组成单位。它是与生命及与各种形式的生命活动紧密联系在一起的物质。机体中的每一个细胞和所有重要组成部分都有蛋白质参与。蛋白质占人体重量的16％～20％，即一个60kg重的成年人其体内约有蛋白质9.6～12kg。人体内蛋白质的种类很多，性质、功能各异，但都是由20多种氨基酸(Amino acid)按不同比例组合而成的，并在体内不断进行代谢与更新。
近些年来，随着化学蛋白质组会以及合成生物学的发展，对于蛋白的化学修饰已经成为了研究者研究的热门方向。特别是金属催化反应研究的深入，利用金属催化反应对蛋白进行后期修饰已经成为蛋白质修饰的有效方法。
(三)发明内容
本发明目的是提供一种蛋白质芳基衍生物，及其制备方法。
本发明采用的技术方案是：
一种蛋白质芳基衍生物，以蛋白质为原料，在氧化剂、铜催化剂、表面活性剂存在下与芳基化合物进行偶联反应，经双芳基偶联反应获得所述蛋白质芳基衍生物；
所述蛋白质分子量为3kd～80kd，含有酪氨酸结构；
所述芳基化合物为下列之一：对甲基苯酚，4-乙基苯酚；
所述氧化剂为下列之一：过硫酸钾，二氧化锰，苯醌，三氯化铁；
所述铜催化剂为下列之一：醋酸铜，氯化铜，二乙酰丙酮铜；
所述添加剂为下列之一：碳酸银，醋酸银，三氟乙酸银，乙酸钾；
所述表面活性剂为下列之一：聚乙二醇辛基苯基醚，十二烷基硫酸钠。
所述蛋白质烯烃化衍生物是所述蛋白质中酪氨酸结构中苯基上羟基邻位C-H键被芳基化所得，即所述蛋白质芳基化衍生物均含有以下结构：
Figure BDA0002185848500000021
优选的，所述芳基化合物为对乙基苯酚，所述蛋白质为下列之一：(1)溶菌酶；(2)泛素；(3)硫氧还蛋白。
优选的，所述蛋白质、芳基化合物、铜催化剂、氧化剂、添加剂的物质的量之比为1:1～5:0.1～0.5:1～5：1～5；所述表面活性剂在反应液中初始浓度为1～5％。
所述芳基化合物优选为如下之一：
Figure BDA0002185848500000022
芳基化溶菌酶
Figure BDA0002185848500000023
芳基化泛素
Figure BDA0002185848500000031
芳基化硫氧还蛋白
所述芳基化合物是所述蛋白质中酪氨酸结构中苯基上羟基邻位C-H键被芳基化所得，即所述蛋白质芳基化衍生物均含有以下结构：
Figure BDA0002185848500000032
本发明还涉及制备所述蛋白质芳基衍生物的方法，所述方法包括：
(1)将蛋白质溶于水中，加入芳基化合物、铜催化剂、氧化剂、添加剂和配体，于40～50℃下反应完全；所述蛋白质、芳基化合物、铜催化剂、氧化剂、添加剂的物质的量之比为1:1～5:0.1～0.5:1～5：1～5；所述表面活性剂在反应液中初始浓度为1～5％；
(2)反应液加入冰丙酮，在丙酮中析出固体，离心，得到粗产物，反复冻干两次，得到所述蛋白质芳基衍生物。
所述蛋白质、芳基化合物、铜催化剂、氧化剂、添加剂的物质的量之比优选为1：1.2：0.1：2.0：2.0。
优选的，所述芳基化合物为对乙基苯酚，所述蛋白质为下列之一：(1)溶菌酶；(2)泛素；(3)硫氧还蛋白。
优选的，所述铜催化剂为醋酸铜，所述氧化剂为过硫酸钾，所述添加剂为乙酸银，所述表面活性剂在反应液中初始浓度为2％。
本发明的有益效果主要体现在：本发明提供了一种蛋白质芳基衍生物，制备方法简单、高效、便捷，芳基化蛋白与原始蛋白相比，活性有了较大的提升。
(四)附图说明
图1为芳基化溶菌酶的Moditof质谱图；
图2为芳基化泛素的Moditof质谱图；
图3为芳基化硫氧还蛋白的Moditof质谱图；
图4为芳基化硫氧还蛋白室温下还原二硫键的OD650值。
(五)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1：制备芳基化溶菌酶
将50μmol溶菌酶加入2ml的水中，向其中加入0.25mmol醋酸铜，0.5mmol对乙基苯酚，0.5mmol乙酸银，0.5mmol过硫酸钾，室温下反应12小时，反应结束后，加入预冷的丙酮溶剂，在丙酮中析出固体，13000转/分，-5℃，离心10分钟得到粗产物，吸取上层液体，反复冻干两次，得到芳基化溶菌酶(蛋白修饰后的Moditof质谱图见附图1)。
Figure BDA0002185848500000041
芳基化溶菌酶
实施例2：制备芳基化泛素
将50μmol泛素加入2ml的水中，向其中加入0.5mmol醋酸铜，0.5mmol对乙基苯酚，0.5mmol乙酸银，0.5mmol过硫酸钾，室温下反应12小时，反应结束后，加入预冷丙酮溶剂，在丙酮中析出固体，13000转/分，-5℃，离心10分钟得到粗产物，吸取上层液体，反复冻干两次，得到芳基化的泛素(蛋白修饰后的Moditof质谱图见附图2)。
Figure BDA0002185848500000051
芳基化泛素
实施例3：制备芳基化硫氧还蛋白
将50μmol硫氧还蛋白加入2ml的水中，向其中加入0.5mmol醋酸铜，0.5mmol对乙基苯酚，0.5mmol乙酸银，0.5mmol过硫酸钾，室温下反应12小时，反应结束后，加入预冷的丙酮溶剂，在丙酮中析出固体，13000转/分，-5℃，离心10分钟得到粗产物，吸取上层液体，反复冻干两次，得到芳基化硫氧还蛋白(蛋白修饰后的Moditof质谱图见附图3)。
Figure BDA0002185848500000052
芳基化硫氧还蛋白
实施例4：芳基化溶菌酶的检测
定义在规定的条件下(25℃，pH 6.2)在450nm处每分钟使吸光度值降低0.001为一个没活力单位(IU)，由此得酶的比活力单位为U/mg。根据溶菌酶破坏细菌细胞壁，从而降低细菌悬浮液的浑浊的原理，用分光光度计法测定。首先称取一定量的芳基化溶菌酶，溶于0.05mol/L，pH 6.2的磷酸盐缓冲液，一次稀释至酶活为100～250U/ml。取50uL被测液，加入酶标板中，加入200μl、0.3mg/ml的Micrococcus Lysodeikticus菌悬液摇匀。然后置于酶标仪中，450nm，每隔15s测定浊度的降低值，历时5min，空白液为50μl PBS与200μl菌悬液的混合液。利用相同的方法测定溶菌酶本身的活性，结果见表1：
表1：酶活力和浓度的关系
Figure BDA0002185848500000053
Figure BDA0002185848500000061
由表1可知，芳基化修饰的溶菌酶酶活力有了明显的提高。
实施例5：芳基化硫氧还蛋白的生物活力检测
在反应总体积为1ml，加入总浓度为0.13mmol/L牛胰岛素，100mmol/L(pH 7.0)的磷酸钠缓冲液，6.0μmol/L的芳基化硫氧还原蛋白，室温孵育30min，然后加入二硫苏糖醇(DTT)至终浓度1mmol/L启动反应，650nm处每隔1min测定一次光密度(OD)，绘制反应曲线。相同方法测定原蛋白的反应曲线，结果见图4。
由图4可知，芳基化硫氧还蛋白对二硫键的还原能力明显提高。

Claims (4)

1.一种蛋白质芳基衍生物，其特征在于：以蛋白质为原料，在氧化剂、铜催化剂、表面活性剂和添加剂存在下与芳基化合物进行偶联反应，经双芳基偶联反应获得所述蛋白质芳基衍生物；所述芳基化合物为对乙基苯酚，所述蛋白质为溶菌酶或硫氧还蛋白；
所述蛋白质、芳基化合物、铜催化剂、氧化剂、添加剂的物质的量之比为1：1~5：0.1~0.5：1~5：1~5；所述表面活性剂在反应液中初始浓度为1~5%；
所述氧化剂为过硫酸钾；
所述铜催化剂为醋酸铜；
所述添加剂为碳酸银；
所述表面活性剂为下列之一：聚乙二醇辛基苯基醚，十二烷基硫酸钠。
2.制备权利要求1所述蛋白质芳基衍生物的方法，所述方法包括：
将蛋白质溶于水中，加入芳基化合物、铜催化剂、氧化剂、添加剂和配体，于40~50℃下反应完全；所述蛋白质、芳基化合物、铜催化剂、氧化剂、添加剂的物质的量之比为1：1~5：0.1~0.5：1~5：1~5；所述表面活性剂在反应液中初始浓度为1~5%；所述芳基化合物为对乙基苯酚，所述蛋白质为溶菌酶或硫氧还蛋白；所述氧化剂为下列之一：过硫酸钾，二氧化锰，苯醌，三氯化铁；所述铜催化剂为下列之一：醋酸铜，氯化铜，二乙酰丙酮铜；所述添加剂为下列之一：碳酸银，醋酸银，三氟乙酸银，乙酸钾；所述表面活性剂为下列之一：聚乙二醇辛基苯基醚，十二烷基硫酸钠；
反应液加入冰丙酮，在丙酮中析出固体，离心，得到粗产物，反复冻干两次，得到所述蛋白质芳基衍生物。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述蛋白质、芳基化合物、铜催化剂、氧化剂、添加剂的物质的量之比为1：1.2：0.1：2.0：2.0。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述铜催化剂为醋酸铜，所述氧化剂为过硫酸钾，所述添加剂为乙酸银，所述表面活性剂在反应液中初始浓度为2%。
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