手性药物酶促拆分纳米载体研究
药物分子的手性在疾病治疗中起着极为关键的作用。手性药物通常含有化学结构式完全相同而旋光结构不同的两个异构体。药物两种对映体的生物效应及药理作用有很大差别，只有对映体药物与体内大分子之间通过严格手性匹配与分子识别才能产生预期的药理作用，反之，则作用很弱，甚至产生非常大的毒副作用，制备单一对映体手性药物是当今药物发展的必然趋势。由于酶具有高度的立体选择性，使得酶促手性拆分成为制备单一手性化合物的理想选择。本文将α-胰凝乳蛋白酶固定到超顺磁性纳米凝胶上，并用于外消旋苯丙氨酸的酶促拆分，其内容包括如下：
采用光化学原位聚合，在含有磁流体的水相中，使用紫外光引发水溶性烯基单体及交联剂在磁球表面聚合，制得聚丙烯酰胺包覆的Fe3O4纳米粒子，经Hoffmann降解获得氨基功能化磁性纳米凝胶。由于降解中氨基易发生氧化且主链易发生断裂，因此Hoffmann降解过程中需通氮气保护，且反应宜在低温下进行。
通过碳二亚胺活化将α-胰凝乳蛋白酶成功固定到所制备的氨基磁性纳米凝胶上，得到的固定化酶具有磁响应性好、磁含量高等优点，可实现实时分离；同时固定化酶具有优越的存储性、热稳定性、重复使用性等。
进一步研究发现，氨基磁球及氨基固载酶的耐盐能力均较差，在较低浓度下即发生团聚、沉降，不利于后期手性拆分的进行；另外氨基化磁球制备工艺存在着步骤多、耗时、效率低等问题，因此提出了通过光化学原位聚合一步法制备羧基功能化磁性纳米凝胶的设想。甲基丙烯酸(MAA)聚合活性较高，但单体分子间易形成团簇结构，溶液体系中均聚现象严重，造成包覆磁性粒子相互粘联，通过调节反应液至合适pH，抑制了溶液中MAA光引发的均聚，得到了粒径可控的羧基化磁性纳米凝胶。
深入研究了将α-胰凝乳蛋白酶共价固定到羧基化磁性纳米凝胶表面的工艺，探讨了固定化工艺对载酶磁性凝胶的磁学性质、晶体结构、固定化酶的活性等的影响规律，并将得到的固定化酶用于水/甲苯两相体系拆分(RS)-苯丙氨酸。系统研究了固定化酶量、反应温度与时间、水相/甲苯相体系组成、底物浓度、添加物等对底物转化率(c％)、对映体过量百分数(ee(P)％)、选择性(E)的影响。结果表明：在水/甲苯两相体系中，可有效实现外消旋底物的酶促拆分，固定化酶具有高的立体选择性能和重复使用性能；两相拆分体系简单、经济、高效，可望用于大规模制备光学纯度单一对映体药物，为手性药物的工业化生产提供了新思路。
- 作者：
- 洪军
- 学位授予单位：
- 中国科学院上海应用物理研究所
- 专业名称：
- 无机化学
- 授予学位：
- 博士
- 学位年度：
- 2007年
- 导师姓名：
- 姚思德
- 中图分类号：
- TQ463
- 关键词：
- 手性药物；生物效应；药理作用；磁性纳米凝胶；酶促拆分
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