System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种共价有机框架及其制备方法、在蛋白质复性中的应用技术_技高网
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一种共价有机框架及其制备方法、在蛋白质复性中的应用技术

技术编号:43677731 阅读:2 留言:0更新日期:2024-12-18 21:00
本申请公开了一种共价有机框架及其制备方法、在蛋白质复性中的应用,属于复合功能材料技术领域。本申请提供的孔径为1.2‑6.5nm的共价有机框架通过醛基单体和菲啶氨基单体经席夫碱反应制得。本申请提供的制备方法:在醋酸催化作用下,将醛基单体和氨基菲啶单体溶解于均三甲苯和1,4‑二氧六环的混合溶液中反应,分离收集,得所述共价有机框架。本申请制备的共价有机框架能够限制变性蛋白质的自由度,减少了蛋白质错误折叠和聚集,促进蛋白质正确折叠,而且能够通过疏水相互作用和π‑π共轭相互作用,稳定了正确的折叠中间态,并且通过限域空间与界面相互作用的精确调控能够实现蛋白质的完全复性,与此同时,可实现对大部分变性蛋白质的复性,具有广泛的普适性。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于复合功能材料,尤其涉及一种共价有机框架及其制备方法、在蛋白质复性中的应用


技术介绍

1、蛋白质在生命科学领域中占据核心地位,不仅作为生物体的基本分子结构单元,还通过参与多种生物化学过程,包括酶催化反应、细胞骨架构建以及信号传递,确保了生命活动的正常进行,并且在生物制造和生物医学领域应用广泛。然而,蛋白质如未能按照其设计的三维结构正确折叠,错误折叠的蛋白质可能会聚集成不溶性的聚集体,这些聚集体在细胞内形成斑块或纤维,对细胞功能产生负面影响,同时可能导致蛋白质失去其正常的功能或活性。目前,主要通过稀释、透析、凝胶过滤、添加剂辅助方法实现蛋白质复性,然而这些方法存在复性效率低,仅针对部分蛋白质无法大规模工业化应用,成本较高且操作复杂等缺点。因此,如何高效简单实现多种蛋白质的复性,发挥其在生物制造和生物医学领域的价值是迫切需要解决的问题。

2、共价有机框架材料可以进行结构与设计,从而能够基于有机结构单元与特定几何形状的组合开发二维(2d)或三维(3d)结构,该结构设计能够合成高度有序的孔道结构,并微调其物理和化学特性。目前尚未有通过共价有机框架对蛋白质进行复性的先例。


技术实现思路

1、本申请公开了一种共价有机框架及其制备方法、在蛋白质复性中的应用,旨在解决现有材料对蛋白的复性率低、适用蛋白质的种类少、成本较高且操作复杂的技术问题。

2、为了实现上述目的,本申请的技术方案是:

3、本申请的第一方面提供了一种共价有机框架,其通过醛基单体和菲啶氨基单体经席夫碱制备;

4、所述共价有机框架的孔径为1.2-6.5nm。

5、结合第一方面优选地,所述醛基单体为均苯三甲醛、2-羟基-1,3,5-苯三甲醛、2,4-二羟基-1,3,5-均苯三甲醛、三醛基间苯三酚、2,4,6-三(4-醛基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三-(4-甲酰基-联苯-4-基)-1,3,5-三嗪中的一种。

6、结合第一方面优选地,所述菲啶氨基单体为3,8-二氨基-6-苯基菲啶、3,8-二氨基-5-乙基-6-苯基菲啶溴化物、3,8-二氨基-5-乙基-6-苯基菲啶氟化物、3,8-二氨基-5-乙基-6-苯基菲啶氯化物、3,8-二氨基-5-乙基-6-苯基菲啶碘化物中的一种。

7、本申请的第二方面提供了第一方面所述的共价有机框架的制备方法,所述方法包括:

8、在醋酸催化作用下,将醛基单体和氨基菲啶单体溶解于均三甲苯和1,4-二氧六环的混合溶液中,在真空条件下反应后,分离收集,即得所述共价有机框架。

9、结合第二方面优选地,所述菲啶氨基单体与醛基单体的摩尔比为1:(1-3)。

10、结合第二方面优选地,所述醋酸摩尔量是醛基单体摩尔量的0.5-10倍,浓度为3-18m。

11、结合第二方面优选地,所述在真空条件下的反应时间为10-180h,温度为30-180℃。

12、本申请的第三方面提供了第二方面所述的制备方法制成的共价有机框架在蛋白质复性中的应用。

13、本申请的第四方面提供了第三方面所述的应用,包括:

14、将变性蛋白质与第一方面所述的共价有机框架混合后,分离收集蛋白质,即得复性蛋白质。

15、结合第四方面优选地,所述变性蛋白质为微过氧化物酶、溶菌酶、纳豆激酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、漆酶、葡萄糖氧化酶种的一种;

16、和/或,所述将变性蛋白质与第一方面所述的共价有机框架混合时,温度为20-50℃。

17、与现有技术相比,本申请实施例的优点或有益效果至少包括:

18、本申请提供的孔径为1.2-6.5nm的共价有机框架通过醛基单体和菲啶氨基单体经席夫碱反应制得。一方面,不仅能够限制变性蛋白质的自由度,减少了蛋白质错误折叠和聚集,促进蛋白质正确折叠,而且能够通过疏水相互作用和π-π共轭相互作用,稳定了正确的折叠中间态,并且通过限域空间与界面相互作用的精确调控能够实现蛋白质的近乎完全复性;第二方面,能够提升蛋白质复性的同时,还能显著提高复性速度和效率;第三方面,经实验验证,基于共价有机框架自身结构的稳定性,进而使得在循环使用后复性性能基本无下降,对胰蛋白酶、纳豆激酶、葡萄糖氧化酶、木瓜蛋白酶等的复性率均在95%以上;第四方面,能够实现对大部分变性蛋白质的复性,具有广泛的普适性。

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【技术保护点】

1.一种共价有机框架,其特征在于,其通过醛基单体和菲啶氨基单体经席夫碱反应制备;

2.根据权利要求1所述的共价有机框架,其特征在于,所述醛基单体为均苯三甲醛、2-羟基-1,3,5-苯三甲醛、2,4-二羟基-1,3,5-均苯三甲醛、三醛基间苯三酚、2,4,6-三(4-醛基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三-(4-甲酰基-联苯-4-基)-1,3,5-三嗪中的一种。

3.根据权利要求1所述的共价有机框架,其特征在于,所述菲啶氨基单体为3,8-二氨基-6-苯基菲啶、3,8-二氨基-5-乙基-6-苯基菲啶溴化物、3,8-二氨基-5-乙基-6-苯基菲啶氟化物、3,8-二氨基-5-乙基-6-苯基菲啶氯化物、3,8-二氨基-5-乙基-6-苯基菲啶碘化物中的一种。

4.一种根据权利要求1-3任一所述的共价有机框架的制备方法,其特征在于,所述方法包括:

5.根据权利要求4所述的共价有机框架的制备方法,其特征在于,所述菲啶氨基单体与醛基单体的摩尔比为1:(1-3)。

6.根据权利要求4所述的共价有机框架的制备方法,其特征在于,所述醋酸摩尔量是醛基单体摩尔量的0.5-10倍,浓度为3-18M。

7.根据权利要求4所述的共价有机框架的制备方法,其特征在于,所述在真空条件下的反应时间为10-180h,温度为30-180℃。

8.一种根据权利要求4-7任一所述的制备方法制成的共价有机框架在蛋白质复性中的应用。

9.一种根据权利要求8所述的应用,其特征在于,包括:

10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,所述变性蛋白质为微过氧化物酶、溶菌酶、纳豆激酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、漆酶、葡萄糖氧化酶种的一种;

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【技术特征摘要】

1.一种共价有机框架,其特征在于,其通过醛基单体和菲啶氨基单体经席夫碱反应制备;

2.根据权利要求1所述的共价有机框架,其特征在于,所述醛基单体为均苯三甲醛、2-羟基-1,3,5-苯三甲醛、2,4-二羟基-1,3,5-均苯三甲醛、三醛基间苯三酚、2,4,6-三(4-醛基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三-(4-甲酰基-联苯-4-基)-1,3,5-三嗪中的一种。

3.根据权利要求1所述的共价有机框架,其特征在于,所述菲啶氨基单体为3,8-二氨基-6-苯基菲啶、3,8-二氨基-5-乙基-6-苯基菲啶溴化物、3,8-二氨基-5-乙基-6-苯基菲啶氟化物、3,8-二氨基-5-乙基-6-苯基菲啶氯化物、3,8-二氨基-5-乙基-6-苯基菲啶碘化物中的一种。

4.一种根据权利要求1-3任一所述的共价有机框架的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈瑶郭金彪于江悦张振杰
申请(专利权)人:南开大学
类型:发明
国别省市:

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