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姓名 江維恁(Wei-Jen Chiang) 查詢紙本館藏 畢業系所 化學學系 論文名稱 唾液酸轉移酶抑制劑結合磁性奈米粒子用於蛋白質的偵測，分離與增強
(Sialyltransferase Inhibitor-Nanoparticle Conjugates for Diagnosis, Separation, and Enrichment of Functional Proteins)相關論文 檔案 [Endnote RIS 格式]
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摘要(中) 表面帶有特定抑制劑的奈米粒子在生醫應用上越來越被常使用，尤其是目標蛋白質的鑑定、分離與增強。而在這些應用當中，蛋白質的吸附與鑑定是令人注目的領域，但在奈米生醫應用上仍有障礙需要克服。為了克服這些問題，我們需要在奈米粒子的表面結合對目標蛋白質有高親和力的分子，例如唾液酸轉移酶抑制劑。
我們實驗室以石膽酸為主體發展出一系列對唾液酸轉移酶有抑制效果的衍生物，其中以接有NBD-L-天冬胺酸 (NBD-L-Asp)還有L-天冬胺酸 (L-Asp)的石膽酸衍生物效果最好。我們以這兩個石膽酸唾液酸轉移酶抑制劑作為探針，經由click反應接上磁性奈米粒子成為磁性奈米探針，即化合物15 還有化合物16。
在探針測試實驗當中，我們以磁性奈米探針對α2,3(N)-sialyltransferase 進行in vitro 實驗，利用SDS-PAGE 上的蛋白質訊號 (38 kDa)還有LC MS-MS 在蛋白質體學上的輔助可以證明我們所合成出來的磁性奈米探針，化合物15 及化合物16 的確有抓取唾液酸轉移酶的能力。我們也使用化合物15 及化合物16 對打破的癌細胞 (crude cell lysate)進行in vitro 實驗，發現我們所合成的磁性奈米探針亦可以從打破的癌細胞當中抓取蛋白質，並且在對癌細胞的in vitro 實驗當中我們發現數種令我們感興趣的蛋白質，而其中最讓我們感興趣的是Talin。我們所合成出來的唾液酸轉移酶抑制劑跟Talin 還有癌細胞轉移之間的關係需要我們再進一步的研究探討。
摘要(英) Nanoparticles bearing surface-conjugated specific inhibitors are increasingly
being utilized for a number of bio-applications including identification, separation
and enhancement of desired proteins. These attractive bio-applications involve
specific adsorption and recognition; however, these are the major hindrances for
nanobiotechnology. To solve this question, we have investigated the effect of
nanoparticle surface displaying high affinity molecules, such as sialyltransferase
inhibitors.
Maintaining a reasonable affinity toward desired protein is generally a
prerequisite for proper design of nanoparticle-conjugated specific inhibitors. We
prepared sialyltransferase inhibitors, lithocholic acid derivatives with L-Asp or
NBD-L-Asp moiety, which have IC50 values at micromolar ranges. Next, magnetic
nanoparticle (iron oxide)-conjugated lithocholic acid derivatives, compounds
15~16, were synthesized via click chemistry.
Herein, we demonstrated that compounds 15~16 have the ability to identify, separate and enhance binding to the target alpha-2,3(N)-sialyltransferase, a glycol- and membrane-bound protein. The protein band (38 kDa) on SDS-PAGE derived from rat was confirmed by LC MS-MS analysis and proteomics searching. Extending these studies to crude cell lysate in vitro experiment, we found several interesting proteins including talin. Further investigation of talin toward metastasis in cancer is in progress.
關鍵字(中) ★ 磁性奈米粒子
★ 唾液酸轉移酶抑制劑關鍵字(英) ★ magnetic nanoparticle
★ sialyltransferase inhibitor論文目次 中文摘要........................................................................................................................i
英文摘要........................................................................................................................ii
謝誌……………………………………………………………………………………………iii
目錄..............................................................................................................................iv
圖目錄...........................................................................................................................v
流程目錄.......................................................................................................................v
表目錄..........................................................................................................................vi
一、導論 ............................................................................................................................... 1
1-1.磁性奈米粒子(Magnetic nanoparticle) .............................................................. 1
1-1-1磁性奈米粒子(Magnetic nanoparticle)介紹 .............................................. 1
1-1-2磁性奈米粒子(Magnetic nanoparticle)在生醫研究上的應用 ................... 3
1-2唾液酸轉移酶抑制劑(sialyltransferase inhibitor) ............................................ 5
1-2-1唾液酸(sialic acid)的結構與功能 ............................................................... 5
1-2-2唾液酸轉移酶(sialytranseferase)在生物上的功能 ................................... 7
1-2-3石膽酸(Lithocholic acid)衍生物做為抑制劑 .............................................. 9
1-3磁性奈米粒子與石膽酸唾液酸轉移酶抑制劑 ..................................................... 10
二、結果與討論 ................................................................................................................. 11
2-1合成石膽酸唾液酸轉移酶抑制劑分子探針暨磁性奈米探針 .............................. 11
2-1-1合成石膽酸唾液酸轉移酶抑制劑分子探針實驗動機 .............................. 11
2-1-2合成石膽酸唾液酸轉移酶抑制劑分子探針設計及逆合成流程 ............... 11
2-1-3合成石膽酸唾液酸轉移酶抑制劑分子探針流程 ...................................... 13
2-1-4合成磁性奈米探針流程............................................................................. 17
2-2唾液酸轉移酶抑制活性討論 ................................................................................ 24
2-3磁性奈米探針測試 ............................................................................................... 26
2-3-1磁性奈米探針測試實驗設計 ..................................................................... 26
2-3-2磁性奈米探針測試實驗結果 ..................................................................... 27
2-4結論 ...................................................................................................................... 38
三、實驗 ............................................................................................................................. 39
3-1實驗儀器 ............................................................................................................... 39
3-2實驗藥品 ............................................................................................................... 41
3-3一般實驗方法 ....................................................................................................... 44
四、參考文獻 ..................................................................................................................... 56
光譜附錄 ............................................................................................................................. 58
LC MS-MS 資料庫搜尋附錄 ............................................................................................. 83
圖目錄
圖一：四氧化三鐵奈米粒子表面經SiO2修飾示意圖 ........................................................ 2
圖二：三氧化二鐵奈米粒子表面經polymer修飾示意圖 .................................................. 2
圖三：表面修飾NTA/Nickle的磁性奈米粒子擷取含 6-His的蛋白質 ............................. 3
圖四：磁性奈米粒子在磁共振造影上的應用 ..................................................................... 4
圖五：唾液酸的衍生物 ........................................................................................................ 6
圖六：唾液酸轉移酶的三級結構 ........................................................................................ 7
圖七：唾液酸轉移酶可能的反應機構 ................................................................................. 8
圖八：膽酸類化合物及其結構 .......................................................................................... 10
圖九：磁性奈米探針設計目標 .......................................................................................... 12
圖十：分子探針的設計目標 .............................................................................................. 12
圖十一：化合物12~14的FT-IR光譜 .............................................................................. 21
圖十二：化合物15~16的FT-IR光譜 .............................................................................. 22
圖十三：化合物13接上化合物7的FT-IR光譜 ............................................................. 23
圖十四：化合物11及化合物14的TEM圖 .................................................................... 23
圖十五：α-2,3(N)-sialyltransferase HPLC assay .......................................................... 24
圖十六：化合物16抓取唾液酸轉移酶的SDS-PAGE .................................................... 27
圖十七：化合物15抓取唾液酸轉移酶的SDS-PAGE .................................................... 28
圖十八：磁性奈米探針對MDA-MB-231crude cell lysate進行偵測的SDS-PAGE ..... 29
圖十九：磁性奈米探針對U-87-MG crude cell lysate進行偵測的SDS-PAGE ............ 30
圖廿：化合物16對MDA-MB-231進行偵測的SDS-PAGE .......................................... 31
圖廿一：化合物16對U-87-MG進行偵測的SDS-PAGE .............................................. 32
圖廿二：AL-10的結構 ...................................................................................................... 35
圖廿三：分子探針與Biotin相接之設計目標 ................................................................... 37
流程目錄
流程一：分子探針的逆合成設計 ...................................................................................... 13
流程二：化合物1的合成路徑 .......................................................................................... 14
流程三：化合物2的合成路徑 .......................................................................................... 14
流程四：化合物3的合成路徑 .......................................................................................... 14
流程五：化合物4的合成路徑 .......................................................................................... 14
流程六：化合物5的合成路徑 .......................................................................................... 15
流程七：化合物6的合成路徑 .......................................................................................... 16
流程八：化合物7的合成路徑 .......................................................................................... 16
流程九：化合物8的合成路徑 .......................................................................................... 17
流程十：化合物9的合成路徑 .......................................................................................... 17
流程十一：化合物10的合成路徑 .................................................................................... 18
流程十二：化合物11的合成路徑 .................................................................................... 18
流程十三：化合物12的合成路徑 .................................................................................... 19
流程十四：化合物13的合成路徑 .................................................................................... 19
流程十五：化合物14合成路徑 ........................................................................................ 20
流程十六：化合物15、化合物16的合成路徑 ............................................................... 20
流程十七：磁性奈米探針測試流程 ................................................................................... 26
流程十八：Biotin修飾疊氮官能基之逆合成設計............................................................. 37
表目錄
表一：石膽酸衍生物及唾液酸轉移酶活性測試 ................................................................. 9
表二：石膽酸衍生物的生物活性 ...................................................................................... 11
表三：化合物7及化合物9對α-2,3(N)-sialyltransferase的IC50................................. 24
表四：化合物7、化合物9及石膽酸衍生物對α-2,3(N)-sialyltransferase的IC50比較 ........................................................................................................................................... 25
表五：資料庫搜尋之蛋白質結果依功能分類整理表 ........................................................ 33
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指導教授 李文山、李文仁
(Wen-Shan Li、Wen-Ren Li)審核日期 2010-7-25 推文 plurk
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