毛细管电泳法表征离子液体与蛋白质的相互作用

摘要：基于毛细管区带电泳考察了不同离子液体的阳离子母核、烷基侧链碳原子数目和阴离子组成对牛血清白蛋白的影响，以及离子液体与肌红蛋白、牛血清白蛋白、血红蛋白、牛凝血酶和转铁蛋白之间的相互作用。利用亲和毛细管电泳法比较了与上述蛋白之间的相互作用，并计算得到结合常数Kb分别为12×17Lmol12×16Lmol7×1Lmol和6×1Lmol。结果表明，转铁蛋白、血红蛋白、肌红蛋白、牛血清白蛋白与离子液体的相互作用依次减弱，存在1～2个数量级的差异。结合毛细管区带电泳和亲和毛细管电泳模式可实现离子液体与多种蛋白质相互作用的定性与定量表征。

关键词：离子液体；蛋白质；相互作用；毛细管区带电泳；亲和毛细管电泳

1引言

离子液体作为一种新型绿色溶剂，具有化学热力学稳定、液态温度区间大、溶解范围广、极性强、酸性可调节等优势，在生物催化、电化学和分析化学等多个领域中得到广泛应用。同时，还因其具有良好的生物兼容性在蛋白质与核酸的分离分析中备受关注。例如，在蛋白质分离中，离子液体主要用于样品提取的添加剂，其提取效率优于常规的十二烷基磺酸钠；或将离子液体作为毛细管电泳动态涂层液和缓冲液，克服毛细管壁对蛋白质的吸附，实现碱性蛋白的分析检测。离子液体与蛋白质相互作用的研究将是其广泛应用的基础。目前的研究主要集中在离子液体在蛋白质分离中替代表面活性剂的作用以及蛋白质和离子液体相互作用涉及的热力学参数测定和相互作用的功能基团的推断方面hu等利用等温滴定量热法和圆二色谱法研究了牛血清白蛋白与两种咪唑型离子液体的相互作用机理。本课题组综述了离子液体与蛋白质和核酸之间的静电、疏水、氢键及配位作用，研究了离子液体辅助的凝胶电泳方法（ILsPAGE）可提高血清蛋白样品分辨率的机理。目前专门表征离子液体和蛋白质相互作用的报道较少。本研究利用毛细管区带电泳法ZE比较了阳离子母核、烷基侧链碳原子数目和阴离子组成对离子液体与不同蛋白质之间相互作用的影响，并通过亲和毛细管电泳法AE计算得到了结合常数。与文献报道的紫外可见光谱法、循环伏安法和电化学阻抗谱法、同步荧光法、等温滴定量热法和圆二色谱法等表征方法相比，毛细管电泳法具有分离模式多样、样品用量少、分离效率高以及计算方法简便等优势，可用于离子液体和蛋白质相互作用的定性与定量表征。2实验部分

21仪器与试剂

71型毛细管电泳仪配有二极管阵列检测器美国Agilent公司。未涂层毛细管总长度8cm，有效长度cm，内径7μm邯郸市鑫诺光纤色谱有限公司，进样压力kPambar，进样时间s，分离温度2℃，检测波长21nm；E使用molL的硼砂运行缓冲溶液p87，分离电压2kV；AE使用2molL磷酸钠盐缓冲溶液p7分离电压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纯度>999%，上海成捷化学有限公司，分别配制1molL溶液，℃保存。牛血清白蛋白A、肌红蛋白Mb、血红蛋白b、牛凝血酶hr和转铁蛋白rf，购自北京拜尔迪生物技术有限公司，分别配制×1