4-巯基苯硼酸修饰的纳米金的红外光谱图
糖基化作为一种普遍存在的翻译后修饰形式, 对蛋白质的结构和功能有着重要影响. 由于糖链在许多生物过程中发挥着重要的作用, 并且对一些病理状态有着预示作用, 因此, 糖基化也作为病例机制的一种指示剂,被赋予了显著的临床意义. 同时, 糖蛋白与很多疾病如感染、肿瘤、心血管病、肝病、肾病、糖尿病以及某些遗传性疾病等的发生、发展有关, 其中肝病具有传染性强、传播途径复杂、流行面广泛、发病率较高等特点, 是危及人类健康的主要疾病之一, 因此糖蛋白在肝脏中的表达成为主要的研究方向之一. 糖蛋白的研究主要包括蛋白质的鉴定、糖基化位点的确定以及糖链的多样性等.
纳米金粒子是纳米材料中使用最多和研究最广的材料之一. 20世纪70年代, 纳米金在免疫金染色中的应用成为了它在生物领域中发挥作用的第一步, 接下来它又作为靶向分子的标签使细胞或组织成分可以在电子显微镜下被分析, 过去的10年里, 许多研究也将纳米金作为研究蛋白或DNA的辅助工具. 纳米金粒子如此被广泛的应用于生物领域, 主要因为纳米金粒子的制备方法简单且成熟, 颗粒大小可被严格控制, 颗粒分布比较均匀. 由于Au和S可以形成很稳定的共价键, 近期已经报道了许多Au—S键作用形成自组装单层(SAM)的例子. Au—S键也被用于纳米富集材料的合成, 姚国平等合成的巯基苯硼酸修饰的纳米金粒子已经被用于标准糖蛋白样品的富集, 它对糖肽的选择性富集能力已经得到了验证.
复旦大学化学系和生物医学研究院陆豪杰等人报道了利用硼氢化钠还原一步法合成小尺度巯基苯硼酸修饰的纳米金材料(尺寸约为3 nm), 合成方法简便快捷.利用纳米金表面的硼酸基团与糖蛋白/糖肽中顺式邻二羟基的酯化反应, 成功实现了糖肽和糖蛋白的选择性富集. 利用该材料对糖蛋白HRP 酶解产物进行富集, 经富集后糖肽质谱峰的信号强度提高近百倍; 将该材料用于大鼠肝脏中糖蛋白的富集, 鉴定到158个N-糖基化位点对应于156个糖蛋白. 并对鉴定到的糖蛋白的分子功能进行了分析, 结果表明部分糖蛋白参与肝病相关的信号通路, 有着重要的生物学意义.