毛細管電泳法表征離子液體與蛋白質的相互作用

摘要：基于毛細管區帶電泳考察了不同離子液體的陽離子母核、烷基側鏈碳原子數目和陰離子組成對牛血清白蛋白的影響，以及離子液體與肌紅蛋白、牛血清白蛋白、血紅蛋白、牛凝血酶和轉鐵蛋白之間的相互作用。利用親和毛細管電泳法比較了與上述蛋白之間的相互作用，并計算得到結合常數Kb分別為12×17Lmol12×16Lmol7×1Lmol和6×1Lmol。結果表明，轉鐵蛋白、血紅蛋白、肌紅蛋白、牛血清白蛋白與離子液體的相互作用依次減弱，存在1～2個數量級的差異。結合毛細管區帶電泳和親和毛細管電泳模式可實現離子液體與多種蛋白質相互作用的定性與定量表征。

關鍵詞：離子液體；蛋白質；相互作用；毛細管區帶電泳；親和毛細管電泳

1引言

離子液體作為一種新型綠色溶劑，具有化學熱力學穩定、液態溫度區間大、溶解范圍廣、極性強、酸性可調節等優勢，在生物催化、電化學和分析化學等多個領域中得到廣泛應用。同時，還因其具有良好的生物兼容性在蛋白質與核酸的分離分析中備受關注。例如，在蛋白質分離中，離子液體主要用于樣品提取的添加劑，其提取效率優于常規的十二烷基磺酸鈉；或將離子液體作為毛細管電泳動態涂層液和緩沖液，克服毛細管壁對蛋白質的吸附，實現堿性蛋白的分析檢測。離子液體與蛋白質相互作用的研究將是其廣泛應用的基礎。目前的研究主要集中在離子液體在蛋白質分離中替代表面活性劑的作用以及蛋白質和離子液體相互作用涉及的熱力學參數測定和相互作用的功能基團的推斷方面hu等利用等溫滴定量熱法和圓二色譜法研究了牛血清白蛋白與兩種咪唑型離子液體的相互作用機理。本課題組綜述了離子液體與蛋白質和核酸之間的靜電、疏水、氫鍵及配位作用，研究了離子液體輔助的凝膠電泳方法（ILsPAGE）可提高血清蛋白樣品分辨率的機理。目前專門表征離子液體和蛋白質相互作用的報道較少。本研究利用毛細管區帶電泳法ZE比較了陽離子母核、烷基側鏈碳原子數目和陰離子組成對離子液體與不同蛋白質之間相互作用的影響，并通過親和毛細管電泳法AE計算得到了結合常數。與文獻報道的紫外可見光譜法、循環伏安法和電化學阻抗譜法、同步熒光法、等溫滴定量熱法和圓二色譜法等表征方法相比，毛細管電泳法具有分離模式多樣、樣品用量少、分離效率高以及計算方法簡便等優勢，可用于離子液體和蛋白質相互作用的定性與定量表征。2實驗部分

21儀器與試劑

71型毛細管電泳儀配有二極管陣列檢測器美國Agilent公司。未涂層毛細管總長度8cm，有效長度cm，內徑7μm邯鄲市鑫諾光纖色譜有限公司，進樣壓力kPambar，進樣時間s，分離溫度2℃，檢測波長21nm；E使用molL的硼砂運行緩沖溶液p87，分離電壓2kV；AE使用2molL磷酸鈉鹽緩沖溶液p7分離電壓1kV。

1乙基甲基咪唑四氟硼酸、1丁基甲基咪唑四氟硼酸、1己基甲基咪唑四氟硼酸、氯化1丁基甲基咪唑l、溴化1丁基甲基咪唑r、溴化1丁基甲基吡啶r和溴化1丁基甲基吡咯烷r純度>999%，上海成捷化學有限公司，分別配制1molL溶液，℃保存。牛血清白蛋白A、肌紅蛋白Mb、血紅蛋白b、牛凝血酶hr和轉鐵蛋白rf，購自北京拜爾迪生物技術有限公司，分別配制×1