[发明专利]聚合引发蛋白质偶联物自组装为纳米微球的方法

说明书

本发明公开了一种聚合引发蛋白质偶联物自组装为纳米微球的方法。该方法以脂肪酶CALB作为载体，通过氨解反应修饰为大分子引发剂，并采用Cu(0)调控的可控自由基聚合LRP分别在水溶液以及水/甲醇混合溶液中，对亲水性及憎水性单体进行聚合，并对活性进行探究。在温和的作用条件下，聚合引发偶联物自组装为纳米微球，并提高了蛋白质的催化活性，显示出在蛋白质固定化领域中广阔应用前景。

技术领域

本发明属于生物大分子技术领域，涉及一种聚合引发蛋白质偶联物自组装为纳米微球的方法。

背景技术

近年来，聚合引发自组装(PISA)作为一种合成高分子纳米材料的简便方法，在催化和生物技术领域有着广阔的应用前景。相较于传统自组装方法所采用的溶剂和pH值来说，PISA没有繁琐的反应和提纯过程，而具有简便、重复率高、固含量高等特性有研究表明可控自由基聚合(CRP)中，广泛采用可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)合成具有特定形貌的两性嵌段聚合物。然而，由于原子转移自由基聚合(ATRP)受水相体系的限制，很少有报道称提及ATRP方法对聚合引发自组装行为的探究。蛋白质-聚合物偶联物自组装为高度有序的纳米颗粒广泛应用于蛋白质治疗和纳米胶囊中。随着科技的发展，水溶液PISA作为一种高效合成蛋白质-聚合物偶联物的聚合方法广泛应用于原位RAFT和ATRP聚合中。脂肪酶是一类能够在油水界面水解甘油三酯的酶类，广泛应用于生物技术领域中，尤其是聚合物的合成。在许多报道中，脂肪酶通过吸附作用或者化学偶联固定在聚合物基质或者多孔材料表面，进而提高蛋白质的活性和重复利用性(Sun X,Zhu W,Matyjaszewski K.Protection ofOpening Lids:Very High Catalytic Activity of Lipase Immobilized on Core–ShellNanoparticles[J].Macromolecules,2018,51(2):289-296)。目前，文献中所报道的通过PISA合成脂肪酶-聚合物偶联物甚少。因此，我们采用脂肪酶作为大分子引发剂通过Cu(0)调节的CRP在水溶液中对酰胺类单体进行聚合，探究在水溶液中两性大分子的的自组装行为。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚合引发蛋白质偶联物自组装为纳米微球的方法。

实现本发明目的的技术方案如下：

可控自由基聚合引发蛋白质-聚合物偶联物自组装为纳米微球的制备方法，通过琥珀酰亚胺基修饰后的蛋白质形成生物大分子引发剂，利用可控自由基聚合形成蛋白质-聚合物偶联物，最后聚合诱导蛋白质-聚合物偶联物自组装得到纳米微球，具体步骤如下：

步骤1，通过脂肪酶与N-琥珀酰亚胺基2-溴-2-甲基丙酸酯进行反应，得到脂肪酶引发剂，在冷冻真空干燥机进行脱水处理，得到水溶性的脂肪酶大分子引发剂；

步骤2，采用Cu(0)可控自由基聚合分别对水溶性单体HEAA(N-(2-羟乙基)丙烯酰胺)、温敏性单体NIPAM(N-异丙基丙烯酰胺)、憎水性单体TBA(N-叔丁基丙烯酰胺)进行聚合，在冷冻真空干燥机进行脱水处理，得到脂肪酶-聚合物偶联物；

进一步的，步骤1中，N-琥珀酰亚胺基2-溴-2-甲基丙酸酯含量为25wt％。

进一步的，步骤1中，水溶液体系中pH为8。

进一步的，步骤1中，蛋白质溶液大分子引发剂的制备温度为4℃。

进一步的，步骤1中，冷冻干燥时间为48h。

进一步的，步骤2中，单体的浓度为50wt％。

进一步的，步骤2中，催化剂的浓度为2wt％。

进一步的，步骤2中，聚合温度为0℃。

进一步的，步骤2中，聚合时间为24h。

进一步的，步骤2中，冷冻干燥时间为48h。