質(zhì)譜在手性氨基酸分析中的應(yīng)用.pdf

1、手性分子，如氨基酸、核苷酸及單糖分子等是組成生命信息載體的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。微小的氨基酸構(gòu)型的改變可以影響蛋白的空間構(gòu)型，進(jìn)而引發(fā)各種可能的疾病。手性分子的分析方法多數(shù)依賴于標(biāo)準(zhǔn)品和參照物的選擇，因此很難實(shí)現(xiàn)快速靈敏的分析手性混合物和生物體系中手性化合物。本論文以手性氨基酸和多肽為研究對(duì)象，運(yùn)用質(zhì)譜分析手段，在不需要引入標(biāo)準(zhǔn)品對(duì)照的情況下，實(shí)現(xiàn)了手性氨基酸和多肽中氨基酸殘基絕對(duì)構(gòu)型的快速定性、定量檢測(cè);并將該方法成功地運(yùn)用到手性混合物分析和

2、動(dòng)物血漿體系的分析中。具體內(nèi)容如下:
　　1.電噴霧電離源中正離子模式下的氣相羥醛縮合反應(yīng):當(dāng)以甲醇為溶液檢測(cè)芳香醛類化合物時(shí)，在質(zhì)譜圖中觀察到的最高豐度離子并不是常規(guī)的質(zhì)子化離子峰[M+H]+而是[M+15]+離子。以液質(zhì)聯(lián)用、氘代標(biāo)記、氧標(biāo)記和理論計(jì)算等方法研究了芳香醛類化合物在氣相中的這一特殊反應(yīng)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)[M+15]+離子是由芳香醛類化合物在ESI源內(nèi)與甲醇溶劑在中性甲醇分子催化下發(fā)生氣相羥醛縮合反應(yīng)而生成的。這一研究

3、對(duì)發(fā)展質(zhì)譜檢測(cè)芳香醛類化合物的分析方法具有重要的意義，也為后續(xù)開(kāi)展原位手性分析工作提供了思路。
　　2.手性酰氯探針的設(shè)計(jì)合成及其在原位分析氨基化合物對(duì)映異構(gòu)體中的應(yīng)用:本章設(shè)計(jì)合成了一系列酰氯試劑，通過(guò)對(duì)酰氯試劑反應(yīng)活性及手性選擇性的篩選選出最佳試劑N-苯磺?；?2-吡咯酰氯為手性探針。以此探針實(shí)現(xiàn)了對(duì)手性氨基化合物的定性識(shí)別;并克服基質(zhì)效應(yīng)的干擾，首次實(shí)現(xiàn)了同時(shí)在有機(jī)溶劑體系和動(dòng)物血漿中測(cè)定氨基酸的對(duì)映體過(guò)量值。
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4、.多肽中氨基酸殘基絕對(duì)構(gòu)型的測(cè)定:本章設(shè)計(jì)合成了一對(duì)質(zhì)量數(shù)相差5Da、互為對(duì)映異構(gòu)體的新型手性質(zhì)譜探針。通過(guò)對(duì)探針?lè)磻?yīng)活性的研究發(fā)現(xiàn)這對(duì)探針具有一定的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)差異，因而在質(zhì)譜圖上產(chǎn)生一對(duì)質(zhì)荷比相差5Da、豐度差異明顯的離子峰?；诜磻?yīng)動(dòng)力學(xué)原理成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)皮克級(jí)氨基酸、氨基酸混合物的高通量分析;通過(guò)建立對(duì)映體過(guò)量與手性識(shí)別能力之間的數(shù)學(xué)關(guān)系實(shí)現(xiàn)了對(duì)對(duì)映體過(guò)量的定量測(cè)定;本章以理論計(jì)算和核磁共振技術(shù)對(duì)手性探針的識(shí)別機(jī)理進(jìn)行了研究，提出了

5、動(dòng)力學(xué)反應(yīng)差異為主導(dǎo)，熱力學(xué)產(chǎn)物穩(wěn)定性差異為輔的識(shí)別機(jī)制;首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)多肽中的氨基酸殘基絕對(duì)構(gòu)型的測(cè)定，對(duì)未來(lái)將其應(yīng)用于測(cè)定病變蛋白中的異構(gòu)化位點(diǎn)提供了可能。
　　4.電荷遠(yuǎn)程裂解反應(yīng)在多肽及其異構(gòu)體識(shí)別中的應(yīng)用:本章以皮啡肽等小肽為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)堿金屬、堿土金屬、副族金屬、過(guò)渡金屬的篩選發(fā)現(xiàn)鈀離子可以誘導(dǎo)多肽按照電荷遠(yuǎn)程裂解機(jī)理規(guī)律性的產(chǎn)生b離子，使得二級(jí)質(zhì)譜圖更為簡(jiǎn)化。同時(shí)，鈀與多肽配位后，當(dāng)多肽中氨基酸殘基構(gòu)型發(fā)生變化時(shí)鈀

6、肽絡(luò)合物產(chǎn)生b離子碎片豐度會(huì)有明顯差異，通過(guò)對(duì)b離子碎片相對(duì)豐度的比較實(shí)現(xiàn)了在不引入外加手性配體的情況下對(duì)多肽及其異構(gòu)體的定性識(shí)別。鈀誘導(dǎo)多肽異構(gòu)體二級(jí)質(zhì)譜差異的機(jī)理采用核磁法和理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證，推測(cè)二級(jí)質(zhì)譜碎片豐度的差異可能與多肽中各原子的電荷分布差異有關(guān)。本方法不需要引入新的手性環(huán)境，與傳統(tǒng)的手性識(shí)別方法相比具有一定的創(chuàng)新性;引入鈀離子后多肽碎裂的譜圖變得簡(jiǎn)化易識(shí)別，這為未來(lái)對(duì)多肽及蛋白的測(cè)序工作提供了新的思路。
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7、.CFs包合機(jī)理及其對(duì)氨基酸手性識(shí)別的研究:CFs是一類新型低聚多糖，因具有和環(huán)糊精不同的骨架結(jié)構(gòu)而表現(xiàn)出不同化學(xué)活性，目前對(duì)CFs的質(zhì)譜研究相對(duì)較少。本章選用CFs本體為研究對(duì)象，以氨基酸為客體，采用質(zhì)譜、核磁和動(dòng)力學(xué)模擬計(jì)算方法對(duì)CFs的包合位點(diǎn)、包合機(jī)制、包合常數(shù)等進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)證實(shí)CFs與氨基酸的主客體結(jié)合作用在溶液pH值的調(diào)控下可以選擇性的發(fā)生作用位點(diǎn)變化。在研究CFs和氨基酸結(jié)合機(jī)理的基礎(chǔ)上，以原位反應(yīng)法和主客體競(jìng)爭(zhēng)法成功的