蛋白交联剂的综述分类应用和反应基团介绍说明-凯新生物

 

【蛋白交联剂的综述】：

蛋白质交联剂是一类小分子化合物，具有2个或者更多的针对特殊基团（-NH2、-COOH、-HS等）的反应性末端，可以和2个或者更多的分子分别偶联，从而使这些分子结合在一起。70年代时人们普遍使用戊二醛作为蛋白质交联剂连接抗体和指示剂（如酶类），但其缺点是由于交联基团是随机的，容易形成杂乱的多聚体。80年代，更具选择特异性的交联剂,例如NHS（针对-NH2）和马来酰亚胺（针对-HS)在生命科学研究中得到了更为广泛的应用。巧妙地运用交联剂可以在蛋白质相互作用研究，免疫学，癌症治疗等领域取得意想之外的收获。截至2010年，市面常用的蛋白质交联剂大约有一百多种。

 

【蛋白交联剂的分类】：

1：同源交联剂：

具有两个相同活化反应基团。应用：一步反应，分子内交联，多聚反应，稳定四级结构

 

2：异源交联剂：

具有两个不同活化反应基团。应用：两步反应交联，可减少聚集和自身交联。反应原则：首先反应不稳定活性基团（与种蛋白质），然后去除掉未反应的交联剂，在加入第二种待交联蛋白质，短臂用于分子间交联，长臂用于分子内交联典型反应：SH……NH2， NH2…… COOH

 

3：光反应交联剂：

反应原则：首先交联不稳定的热反应活性基团（与种蛋白质），然后UV交联，将种蛋白质交联到第二种蛋白质的N-H，C-H上。特点：交联非特异性，产率低。

 

【交联剂的使用方法】：

图示为同源交联剂的使用方法：首先将待交联的蛋白质A与交联剂在一定条件下反应，得到的蛋白质A-交联剂中间体，然后移除多余的交联剂，再加入欲交联的蛋白质B。产物中可能会形成多聚体，这一副产物通过调节反应条件来控制。分成两部反应的目的在于减少分子内交联以及形成蛋白质多聚物。另外，选择异源交联剂也可以减少多聚物的产生。

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【交联剂的应用】：

细胞膜结构研究

蛋白质结构研究

蛋白质间相互作用研究

生物导*研究（靶向药物）

载体蛋白与半抗原的连接

蛋白质或其他分子的固相化

抗体的标记、标记转移

蛋白质与核酸的连接

蛋白质修饰等 

 

【选择交联剂应考虑的因素】：

反应特异性

反应指向性

间臂长度性

水溶性

透膜性

一种或两种反应基团

热反应还是光电反应

可否切断

可否碘标

 

【可与交联剂反应的基团】：

游离氨基（赖氨酸ε或N末端的氨基）

巯基（半胱氨酸）

羧基（天冬氨酸，谷氨酸，末端羧基）

羟基（丝氨酸或苏氨酸）

酮基，醛基，糖链

苯酚衍生物（苯丙氨酸，色氨酸，酪氨酸）

放射性基团:R-N3 

 

交联剂反应基团和反应指向性一览

 

反应基团	功能靶基团
芳香叠氮（Aryl Azide）	无选择性或（α 氨基）
碳化二亚胺（Carbodiimide）	氨基/羧基
酰肼类（Hydrazide）	醣类（氧化后）
羟甲基磷化氢（Hydroxymethyl phosphine）	氨基
酰亚胺酯（Imidoester）	氨基
异氰酸盐(或酯)（Isocyanate）	羟基（非水相）
马来酸酐（Maleimide）	巯基
琥珀酰亚胺（NHS－ester）	氨基
PFP－ester	氨基
Psoralen	胸腺嘧啶（光电反应）
（吡啶二硫物）Pyridyl Disulfide	巯基
Vinyl Sulfone	巯基 氨基 羟基

 

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