氟代苯硼酸与单糖间结合规律探究-分析化学.PDF

第43卷 分析化学 (FENXI HUAXUE)摇 特约来稿 第10期 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 2015年10月 ChineseJournal of Analytical Chemistry 1459~1464 DOI:10.11895/j.issn.0253鄄3820.150441 氟代苯硼酸与单糖间结合规律探究 2 *1 吕辰晨摇 刘 震 1(南京大学化学化工学院,生命分析化学国家重点实验室及生命化学协同创新中心,南京210023) 2(北京微量化学研究所,北京 100091) 摘摇 要摇 取代硼酸与顺式二羟基化合物间的相互作用是设计亲和配基、功能材料和传感元件以分离、富集和 识别顺式二羟基化合物的重要基础。 氟代苯硼酸在较低pH条件下具有较高的硼亲和力,但其与单糖间的相 互作用规律目前尚未得到阐明。 本研究以亲和毛细管电泳为相互作用表征手段,研究了9种不同结构的氟代 苯硼酸与3种典型单糖(甘露糖、果糖和葡萄糖)在不同pH条件下的结合常数。 同时,利用紫外分光光度法 测量了这9种氟代苯硼酸的酸度系数。 经过结构鄄性能关联,对氟代苯硼酸与甘露糖、果糖和葡萄糖的结合规 律以及对葡萄糖的选择性进行了探讨。 关键词摇 氟代苯硼酸;单糖;相互作用;亲和毛细管电泳 1摇 引摇 言 取代硼酸分子对顺式二羟基结构具有特异性识别作用,被广泛应用于糖、糖蛋白、修饰核苷、RNA 等生物分子传感[1~4] 和分离富集[5~8] 研究中,近年来在亲和分离[9~14]、蛋白质组学[15~19]、代谢组 [20~23] [24~27] [28] 学 、疾病诊断 以及固相标记 方面得到了越来越多的重要应用。 生物样品多为酸性到偏碱 性,而且其中含有的顺式二羟基生物分子的丰度低,因硼酸配基的适用pH范围宽、亲和力高,在生物学研 究中应用广泛。 研究取代硼酸与单糖分子间相互作用规律,对于选择合适配基具有重要指导意义。 由于氟原子的特殊结构和电子效应,氟取代被广泛用于药物设计、功能材料等领域中的分子改性,起 [29,30] [31] 到增强分子代谢稳定性、改变官能团理化性质和稳定分子构象等作用 。 Yan等 考察了卤素取代对 硼亲和力的影响,结果表明,氟取代的苯硼酸的亲和力比氯取代和溴取代的高得多。 本研究组在前期工作 [32] 中发现,氟取代能增强苯硼酸在低pH条件下的亲和力 。 然而,氟取代的位置和数目对苯硼酸的亲和力 影响,目前未见文献报道。 因此,深入研究氟取代苯硼酸的性质及其与顺式二羟基分子间的相互作用规律 具有重要意义。 亲和毛细管电泳(Affinity capillary electrophoresis,ACE)是一种基于被分析物结合前后电泳淌度的变 [33] 化,表征分子间相互作用的毛细管电泳方法,具有准确度高、重现性好、快速、高通量及操作简便等优点 。 [32] ACE 已被证明是表征取代硼酸与含顺式二羟基生物分子间相互作用的可靠手段 。 本研究选择3种典 型单糖(甘露糖、果糖和葡萄糖)及9种氟代苯硼酸为研究对象,利用ACE考察它们间的