[发明专利]一种双硫双甘露二糖-金纳米探针、制备方法及应用

说明书

本发明属于糖化学生物学领域，具体涉及一种双硫双甘露二糖‑金纳米探针、制备方法及其在病毒受体DC‑SIGN/R识别方面的应用。一种双硫双甘露二糖‑金纳米探针，其特征在于：采用配体交换法，在金纳米粒子表面修饰双硫双甘露二糖配体。本发明基于点击化学和配体交换，将甘露二糖配体修饰于金纳米粒子表面，构建新型双硫双甘露二糖‑金纳米探针，基于荧光淬灭策略，研究四聚体凝集素DC‑SIGN和DC‑SIGNR的糖结合机制，为建立一种快速、灵敏的方法，研究蛋白质‑糖多价相互作用之间的结合亲和力及热力学奠定基础。

技术领域

本发明属于糖化学生物学领域，具体涉及一种双硫双甘露二糖-金纳米探针、制备方法及其在病毒受体DC-SIGN/R识别方面的应用。

技术背景

C-型凝集素是一类含有钙离子(Ca²⁺)依赖糖识别域(CRDs)的蛋白质超家族，可与多种病毒糖蛋白表面的糖结合，在许多重要的生物学过程，如先天免疫和血清糖蛋白清除中起着关键作用(Biochemistry,2004,43,3783-3792)。2001年，Feinberg课题组(Science,2001,294,2163-2166)在Science上报道了两种重要的C-型凝集素受体组成的II型膜蛋白——DC-SIGN(树突状细胞表面特异性细胞间黏附因子-3-结合非整合素因子)和DC-SIGNR(与DC-SIGN密切相关的内皮细胞受体)与寡糖结合的CRD晶体结构(Cell,2000,100,587-597)。两者对于含糖分子特别是甘露糖有很高的亲和力，如HIV和埃博拉病毒糖蛋白表面存在甘露糖，利用甘露糖吡喃环上的羟基与蛋白质的CRD结合，即可促进病毒感染。

DC-SIGN和DC-SIGNR作为病毒和细菌等病原微生物的重要识别受体，与机体感染性疾病的发生密切相关。尽管科学家们在过去20年中进行了大量研究，但除了基于溶液X-射线散射数据的结构模型(未经X射线晶体学验证)，详细的蛋白结构仍未知。

金纳米粒子不仅具有尺寸依赖且可调的荧光光谱、高量子效率和大的斯托克斯位移，而且具有荧光染料、量子点等所不具备的粒径小、无毒、生物相容性好等优点，使其成为一种理想的荧光探针。

本发明拟制备一种双硫双甘露二糖-金纳米探针，探讨与四聚体凝集素DC-SIGN和DC-SIGNR的相互作用，为开发特异性多价抑制阻断DC-SIGN/R介导的病毒感染奠定基础。

发明内容

本发明目的是提供一种双硫双甘露二糖-金纳米探针、制备方法及其在病毒受体DC-SIGN/R识别方面的应用。

一种双硫双甘露二糖-金纳米探针，其特征在于：采用配体交换法，在金纳米粒子表面修饰双硫双甘露二糖配体，结构如式I所示：

X为1～1500。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

双硫双甘露二糖-金纳米探针(即式I物质)的制备如下：将1摩尔的金纳米粒子、1～2000摩尔的双硫双甘露二糖配体II和1～2500摩尔的三(2-羧乙基)膦(TCEP)溶于超纯水，室温避光搅拌12h～24h，浓缩，水洗，制备双硫双甘露二糖-金纳米探针I，其过程为：

通式II所示的双硫双甘露二糖配体由甘露二糖配体III、双硫配体IV、叔丁基三氯乙酰亚胺酯(TBTA)、五水合硫酸铜和抗坏血酸钠，经点击化学制备。其中，双硫配体IV与甘露二糖配体III、叔丁基三氯乙酰亚胺酯(TBTA)、五水合硫酸铜和抗坏血酸钠的摩尔比为1：2～3：0.1～0.3：0.05～0.2：0.1～1，溶剂甲醇或乙醇，室温避光搅拌，产物需柱层析分离提纯。具体反应式如下：