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多肽的稳定性及解离动力学研究能够为寻找多肽链中的反应活性位点提供信息,从而为多肽类药物研究提供依据。近年来,研究表明碱性氨基酸残基在细胞穿膜肽等生物分子的穿膜过程和降解机制中起着非常重要的作用,因此研究含赖氨酸(Lys)等碱性氨基酸残基的多肽的解离动力学具有重要的科学和实践意义。赖氨酸残基由于碱性较强,利用化学修饰手段,将赖氨酸支链酰基化会导致其碱性的降低,并由此改变多肽的生物活性与功能。本论文研究了酰基化修饰前后含赖氨酸残基的多肽的气相碰撞诱导解离,探究了赖氨酸对多肽断裂位点的指示作用,推导出含赖氨酸多肽的肽键选择性断裂的机理。主要内容包括以下几个方面: 1、采用电喷雾电离生物质谱串联(ESI MS/MS)技术,研究含赖氨酸寡肽在气相碰撞诱导解离(CID)条件下的断裂过程,分析不同解离能时碎片离子的种类和丰度,推测寡肽的断裂位点和机理。实验结果表明:赖氨酸在多肽巾的位置影响多肽主要断裂位点,当赖氨酸N端连接两个及以上中性氨基酸后,其C端的选择性断裂减弱。基于观察到的质谱实验结果,我们对其降解机理进行了推测,运用理论计算方法获得了含赖氨酸寡肽及其解离产物的最稳定几何构型及反应路径的过渡态。GGK11G的断裂机理计算结果显示,其主要经过oxazolone路径断裂Gly-Lys肽键形成了y2+离子,且多种断裂机理同时存在。 2、运用ESI MS/MS技术,研究含酰基化赖氨酸寡肽在CID条件下的断裂过程,推测断裂位点和机理。MS/MS实验结果显示将赖氨酸支链酰基化后,bn+离子丰度大幅增加,表明赖氨酸C端的选择性断裂增强,同时母离子扫描结果指出m/z126(+1)是b3+继续断裂产生的碎片。通过理论计算可知,G11GKACG的b3-y1途径所需的能量低于GGKHG所需要的能量,断裂Lys(Ac)-Gly肽键形成具有五元环的oxazolone衍生物,即bn+离子,成为主要断裂碎片。此计算结果很好的验证了MS/MS实验酰基化赖氨酸更强的选择性断裂。 3、采用ESI MS/MS技术研究了由18个氨基酸组成的细胞穿膜肽pVEC(LLIILRRRIRKQAHAHSK)在低能碰撞诱导解离条件下的断裂模式。其主要断裂位点集中在多肽链的N端及C端氨基酸处,N端酰基化修饰、C端用中性氨基酸丙氨酸取代碱性赖氨酸,均不会改变pVEC的活性位点。此实验为寻找生命体内pVEC的活性反应位点提供有利信息,也为pVEC及其衍生物类生物试剂和药物修饰及进一步的性质研究提供依据。