功能化环糊精修饰蛋白纳米通道的构建及其应用研究

发布时间：2025-07-06 23:49

　　纳米通道检测技术是二十世纪末发展起来的一种操作简单,成本低廉,免标记和高灵敏度的单分子分析方法,已被广泛应用于DNA测序、蛋白质构象分析、酶动力学、生物大分子间相互作用研究以及各种物质的单分子检测,包括核酸、多肽、蛋白质、金属离子和有机小分子等。α-溶血素(α-hemolysin,αHL)蛋白质纳米通道由于自身通常不存在门控效应、结构重现性较好以及易于基因工程修饰,是目前被研究最广的一种生物纳米分析通道。但是,当该生物纳米孔直接用来检测小分子物质时,尤其是阴离子,仍然存在一些困难,比如小分子穿孔速度太快,信号分辨率低以及天然蛋白质纳米通道自身特性限制,不能够很好地实现多种小分子分析物的高灵敏和高选择性同时识别检测。基于此,本文从天然环糊精出发,设计并合成一些带有正电荷基团的功能化β-环糊精衍生物,并将其作为适配器和阴离子识别受体修饰到蛋白质纳米孔腔内,以此构建纳米通道生物传感器,从而实现一些与生物相关的重要阴离子在单分子水平上的选择性识别和传感作用。具体研究内容如下:1、基于咪唑基功能化的环糊精适配器对不同磷酸根的同时识别本文设计并合成了一种新型的全咪唑基取代的β-环糊精衍生物(βCDI...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 纳米通道单分子检测技术概述
        1.1.1 纳米通道的研究进展
        1.1.2 纳米通道单分子检测的原理
        1.1.3 基于α-溶血素(αHL)蛋白质纳米通道单分子检测技术的应用
    1.2 分子适配器-环糊精
        1.2.1 环糊精简介
        1.2.2 环糊精与αHL蛋白纳米通道相互作用机理
        1.2.3 环糊精在αHL蛋白纳米通道检测中的应用研究
    1.3 本课题选题构思及研究意义
    参考文献
第二章 设计一个新颖的纳米孔单分子传感器用于多种磷酸根的同时检测
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂与仪器
        2.2.2 实验装置
        2.2.3 全-6-脱氧-6-碘-β-环糊精的合成
        2.2.4 全-6-脱氧-6-甲基咪唑基-β-环糊精(βCDIM)的合成
        2.2.5 αHL-(M113R)₇突变蛋白的制备
        2.2.6 单通道电流记录
        2.2.7 数据处理
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 αHL-(M113R)₇/βCDIM纳米通道生物传感器的构建
        2.3.2 不同磷酸根在αHL-(M113R)₇/βCDIM纳米通道中的单分子响应
        2.3.3 αHL-(M113R)₇/βCDIM纳米通道生物传感器对多种磷酸根的同时识别
        2.3.4 电压对PPi与βCDIM适配器相互作用的影响
        2.3.5 αHL-(M113R)₇/βCDIM生物传感器的灵敏度和选择性
        2.3.6 实际样品的检测
    2.4 本章小结
    参考文献
第三章 基于功能化生物纳米孔对L-半胱氨酸的单分子研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 全-6-脱氧-6-季胺基-β-环糊精(p-QABCD)的合成
        3.2.4 αHL-(M113R)₇突变蛋白的制备
        3.2.5 单通道电流记录
        3.2.6 数据处理
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 αHL-(M113R)₇突变型蛋白质纳米通道对p-QABCD分子的响应
        3.3.2 αHL-(M113R)₇/p-QABCD纳米通道对DTNB和L-cysteine的单分子检测
        3.3.3 p-TABCD分子适配器对DTNB与L-cysteine的单分子化学反应的研究
    3.4 本章小结
    参考文献
总结
攻读硕士学位期间取得的科研成果
致谢



本文编号：4056160