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对蛋白质进行酶解,并进一步完成质谱鉴定是蛋白质组学研究的重要环节,发展快速高效的蛋白质酶解方法以及相关的集成化分析平台对于极少量来自生物样品的蛋白质的研究具有重要意义。论文以包埋SBA-15纳米材料的有机-无机杂化整体材料为载体,制备了两种不同类型的固定化双酶微反应器,也构建了相应的蛋白质在线酶解-分离分析系统,并用于蛋白质组学研究。 以包埋SBA-15-COOH纳米材料的有机-无机杂化整体材料为载体,采用共价键合和铜离子螯合两种固酶方法,将胰蛋白酶和糜蛋白酶两种具有酶切互补性的蛋白酶交叉固定在双基质柱中,制备成具有协同作用的新型双酶微反应器。将其用于对鼠肝膜蛋白的快速酶解,通过质谱鉴定,共鉴定到2891条肽段,620种蛋白,其中包括106种跨膜蛋白,该结果优于两种单酶微反应器和传统自由溶液双酶酶解24 h的酶解结果,并将酶解时间缩短到50 s以内。利用鼠肝提取蛋白和鼠肝膜蛋白对双酶微反应器的酶解特征加以评价,结果表明该双酶微反应器对具有不同分子质量和疏水性的蛋白质均具有良好的酶解能力,有望在蛋白质组的高效、高通量分析中发挥重要作用。 以包埋SBA-15-NH2纳米材料的有机-无机杂化整体材料为载体,采用共价键合的方法分别将胰蛋白酶和糜蛋白酶固定在双基质整体柱中,制备成两种不同的单酶微反应器,进一步将这两种单酶微反应器偶联组合成连续双酶微反应器。以碳酸酐酶和牛血清白蛋白为样品,对双酶微反应器的性能加以评价,证实当两种酶含量比约为1∶1,且先经胰蛋白酶酶解后再经过糜蛋白酶酶解的连续双酶酶解模式具有较好的酶解效果和稳定性。采用连续双酶微反应器(TCR/CTR)、协同双酶微反应器(MTSC)以及连续双酶自由溶液酶解(TC)四种方式酶解鼠肝蛋白样品,结果表明与其他方法相比,连续双酶微反应器(TCR)的酶解效果最佳,可以鉴定到1091种蛋白和5071条独立肽段。 分别将不同的固定化酶微反应器与毛细管电色谱柱组合构建成在线酶解-分离系统,并应用于肌红蛋白的在线酶解与分离。在最佳在线酶解条件下,肌红蛋白经过胰蛋白酶微反应器在线酶解、分离后检测到9个肽段峰,经过糜蛋白酶微反应器在线酶解、分离后检测到12个肽段峰。与离线酶解-分离系统相比,该系统具有酶解效率高、耗样量少,同时避免了离线操作以及样品转移损失和污染等优点,在不很复杂、极少量蛋白质样品的研究方面具有明显优势。