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博碩士論文 etd-0630113-224616 詳細資訊
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論文名稱
Title
亞硼酸-甲苯磺醯基化學探針分子之合成及其於醣蛋白辨認及修飾之應用
Recognition and Modification of Glycoproteins Using Synthetic Boronic Acid-Tosyl Chemical Probes
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
148
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2013-07-22
繳交日期
Date of Submission
2013-08-05
關鍵字
Keywords
亞硼酸、醣蛋白、醣蛋白-蛋白質、微陣列晶片、苯基磺醯基
Western Blotting, Glycoprotein Microarray, Boronic acid, Glycoprotein, Tosyl
統計
Statistics
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中文摘要
論文合成一系列可專一性標記醣蛋白的亞硼酸-苯基磺醯基化學探針分子。其組成包含具與醣體有親和力的亞硼酸官能基、具反應活性的苯基磺醯基以及作為報導基團的末端炔官能基。亞硼酸官能基是親和力導向基團,能藉著與醣蛋白之醣鏈的雙醇結構形成亞硼酸酯基而將探針分子拉近醣蛋白表面,使得蛋白質表面具親核性的胺基酸殘基能夠與苯基磺醯基進行親核性取代反應,進而將報導官能基成功連接在醣蛋白表面上。隨後,在丙三醇或山梨醣醇的存在下,可與亞硼酸酯官能基進行競爭之可逆反應,並使醣蛋白之醣鏈恢復原生結構而不影響其在生物學上的重要功能。
此無殘留式標記醣蛋白的策略也能運用在製造醣蛋白微陣列晶片的技術上,探討醣蛋白與其他蛋白質間的交互作用,將醣蛋白和不同凝集素 (與醣蛋白上的醣類具有高度特異性的結合蛋白) 例如刀豆素A或麥胚凝集素等相互作用,其醣蛋白之醣類的特異性結構 (α or β) 能成功的被凝集素監測到,因此這項新穎化學方法的成功開發將能夠大大的加速醣蛋白質體學的發展及應用。
Abstract
A series of boronic acid (BA)-tosyl chemical probes composed of boronic acid as an affinity ligand, a tosyl group as a reactive group and a terminal alkyne group for reporting are synthesized and used in the labeling of glycoproteins. Boronic acid (BA) is a major component acting as an affinity head to direct the formation of a boronate diester ring with the diol groups of glycans. Following this step, a tosyl group functions as an electrophile to conduct an SN2 reaction with the nucleophilic residues of the boronated glycoproteins, next a reporter group is tagged onto the glycoprotein via an ether linkage. In the presence of glycerol or sorbitol, a competition reaction recovers the native glycans of the tagged glycoprotein to conserve its biological significance. The traceless labeling strategy of glycoproteins has also been used in the fabrication of glycoprotein microarray and subsequently applied in the study of glycoprotein-protein interactions. By interacting with various lectins (carbohydrate-binding proteins) such as Concanavalin A (Con A) and wheat germ agglutinin (WGA), the types of carbohydrates and specific linkage of glycoproteins (α or β) could be systematically monitored. It is believed that the newly developed method will greatly accelerate the understanding of glycoproteins.
目次 Table of Contents
論文審定書 i
誌謝 ii
中英文關鍵字 iii
中文摘要 iv
英文摘要 v
圖目錄 viii
流程目錄 x
表目錄 xi
光譜目錄 xii
縮寫表 xv
第一章 緒論 1
第一節 研究背景動機 1
1.1 蛋白質體學 1
1.2 醣蛋白質體學之研究 3
1.2.1 醣蛋白質體學 3
1.2.2 標記及分離醣蛋白之方法介紹 4
1.2.3 亞硼酸與醣基分子的結合 7
1.3 以活性為基礎的蛋白質概況分析 10
1.4 以親和力基團為導向且無殘留的蛋白質標記方法 11
第二節 研究動機及化學探針分子之設計 14
第二章 實驗結果與討論 17
第一節 亞硼酸-苯基磺醯基化學探針之合成 17
2.1.1 中鏈報導官能基末端炔之合成 19
2.1.2 長鏈報導官能基末端炔之合成 20
2.1.3 亞硼酸-短鏈-苯基磺醯基分子 (2) 之合成 21
2.1.4 亞硼酸-中鏈-苯基磺醯基分子 (2) 之合成 25
2.1.5 亞硼酸-短鏈-苯基磺醯基分子 (3) 之合成 26
2.1.6 亞硼酸-中鏈-苯基磺醯基分子 (3) 之合成 27
第二節 亞硼酸-苯基磺醯基分子探針引導之醣蛋白專一性標定實驗 29
2.2.1亞硼酸-苯基磺醯基化學探針標定醣蛋白的專一性測試 29
2.2.2不同長度之亞硼酸-苯基磺醯基化學探針標定醣蛋白效率比較 33
2.2.3鑑定亞硼酸-中鏈-苯基磺醯基分子探針 (BA-m-tosyl 1) 標記醣蛋白之效能 35
2.2.4 亞硼酸-苯基磺醯基探針分子於醣蛋白微陣列晶片之應用 37
第三章 結論 41
第四章 引用文獻 42
第五章 實驗步驟與光譜數據 45
第一節 儀器設備與藥品材料 45
第二節 合成步驟與數據 47
第三節 醣蛋白之標記、定量、與西方墨點法之分析及醣蛋白微陣列晶片表面之修飾步驟 71
5.3.1 化學探針標記醣蛋白之方法 71
5.3.2 標定後醣蛋白之定量 71
5.3.3 醣蛋白之一價銅催化環化反應 72
5.3.4 西方墨點法於被標定醣蛋白之分析 72
5.3.5 以鏈黴親和素樹酯分離已標記上生物素之醣蛋白 73
5.3.6 醣蛋白微陣列晶片表面之修飾步驟 74
第六章 光譜資料 75
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