分子印迹技术用于蛋白质的识别VIP免费

收稿:2007年6月,收修改稿:2008年1月3国家重点基础研究发展计划(973)项目(No.2007CB914101)、国家自然科学基金项目(No.20675040)、天津市自然科学基金项目(No.06YFJMJC02800,07JCYBJC00500)资助33通讯联系人e2mail:xiwenhe@nankai.edu.cn分子印迹技术用于蛋白质的识别3盖青青1,3刘秋叶1何锡文133李文友1陈朗星1张玉奎1,233(11南开大学化学系天津300071;21中国科学院大连化学物理研究所大连116011;31长治医学院长治046000)摘要分子印迹技术是一种新型的高效分离技术。合成含识别蛋白质的分子印迹聚合物具有巨大的应用价值,又极具挑战性,已成为许多分子识别领域工作者的研究热点。本文总结了近10年来该领域的研究进展,讨论了已有不同方法的发展状况以及相对优缺点,阐明了其可能发展的方向和前景。关键词蛋白质分子印迹技术分子识别中图分类号:O65819;O64113文献标识码:A文章编号:10052281X(2008)0620957212MolecularImprintingTechnologyforProteinRecognitionGaiQingqing1,3LiuQiuye1HeXiwen133LiWenyou1ChenLangxing1ZhangYukui1,233(11DepartmentofChemistry,NankaiUniversity,Tianjin300071,China;21DalianInstituteofChemicalPhysics,ChineseAcademyofSciences,Dalian116011,China;31ChangzhiMedicalCollege,Changzhi046000,China)AbstractMolecularimprintingisaneffectivetechniqueforthecreationofrecognitionsitesinapolymernetwork.Proteinimprintinghasbeenafocusformanychemistsworkingintheareaofmolecularrecognition,sincethecreationofsyntheticpolymersthatcanspecificallyrecognizeproteinsischallengingandextremelyapplicablyvaluable.Thisreviewgivesanoverviewoftheprogressaboutmolecularlyimprintedpolymers(MIPs)forproteinrecognitionintherecentdecade,discussesdifferentapproachesdeveloped,underlinestheirrelativeadvantagesanddisadvantagesandhighlightstrendsandpossiblefuturedirections.Keywordsproteins;molecularimprintingtechnology;molecularrecognition1分子印迹技术概述分子印迹技术是指制备对某一特定分子具有选择性识别能力的聚合物的技术。模板分子与功能单体相互作用形成超分子复合物,再在交联剂作用下形成聚合物;当在一定条件下除去模板分子后,即可得到分子印迹聚合物(molecularlyimprintedpolymers,MIPs),如图1所示。MIPs是一种高稳定性的聚合物,能够承受高温、高压和较大的酸碱变化,使用寿命长,制备简单,具有在三维空间上与模板分子匹配的空穴和由功能单体形成的特定识别位点。因此,近年来分子印迹技术发展很快,并成功应用于化学仿生传感器、色谱填料、生物材料模拟、固相萃取、酶和抗体等领域[1—8]。发展至今,分子印迹技术主要集中于小分子的研究,对生物大分子尤其是蛋白质的应用相对较少,仍是个极具挑战的领域。目前对蛋白质具有选择性的定量分析、离析(作用)和生物传感等技术几乎完全由抗体来实现;抗体体系不仅造价昂贵,而且对蛋白质识别时,结构不稳定,通常只能使用一次。因此,若如小分子印迹一样,能制备一种具备生物配体的选择性和特异性的人工合成替代物,且廉价、易得、可重复使用,是蛋白质印迹深入第20卷第6期2008年6月化学进展PROGRESSINCHEMISTRYVol.20No.6June,2008图1分子印迹聚合物的制备示意图Fig.1Schematicdiagramofmolecularlyimprintingprocedure系统研究的一个非常有意义的工作方向。尽管蛋白质印迹有很好的发展前景,但是关于MIPs对生物大分子识别的文献却极少。传统的分子印迹技术从生物活性小分子推广到生物大分子存在很大的难度,这主要与蛋白质体积大、结构复杂、构象灵活及其水溶性有关。(1)蛋白质体积庞大。传统聚合物的整体交联度相对较高,模板蛋白体积庞大,很难接近(或离开)形成的键合位点,造成质量传递差和模板蛋白的永久包埋,其结果是分子印迹聚合物的识别选择性变差。印迹过程中加入致孔剂能较好地控制MIPs的表面积[9]。为增加质量传递减少蛋白质包埋,往往需要对聚合物研磨来暴露识别位点,但会破坏其它部分识别位点。(2)蛋白质结构复杂。蛋白质表面积较大,存在着大量的识别位点,其不同区域表现出不同...