[发明专利]一种阴离子多肽羧基化生物纳米磁珠及其制备方法

说明书

本发明提供一种阴离子多肽羧基化生物纳米磁珠，由阴离子多肽聚合物通过柔性linker连接到生物纳米磁珠的膜蛋白上融合表达而成，所述柔性linker的氨基酸残基为GCVA(DLGGV)₂GVC(GA)₃MADEGAG，在生物纳米磁珠表面展示特定阴离子多肽结构，提供的作为修饰位点的功能基团数量多，结合抗体量大，磁珠的生物活性好，特异性较高，实用性好。

技术领域

本发明涉及纳米磁珠应用和医学检测领域，具体是涉及阴离子多肽羧基化生物纳米磁珠及其制备方法。

背景技术

生物纳米磁珠是趋磁细菌生产的一种磁性纳米颗粒，也称为细菌磁颗粒，内核是Fe₃O₄晶体，外面有一层磷脂生物膜包被，粒径在30-120nm之间。同一种趋磁细菌生产的生物纳米磁珠，它们的粒径大小和晶体晶型基本一致，磁学性质均一，有天然生物膜包被，具有很好的水溶性质和胶体性质。此外，细菌磁颗粒是生物制备来源，因此具有较好的生物相容性。生物纳米磁珠表面膜上带有大量的功能基团，可通过化学修饰和双功能偶联剂连接不同的功能大分子，如抗体，从而具有不同的特殊功能。细菌磁颗粒最独特的地方在于它可以通过基因工程的方法在表面膜上表达特殊的蛋白质及多肽分子，成为具有特殊生物活性的功能性生物纳米磁珠。

纳米磁性颗粒是应用前景非常广阔的一类功能材料，但是裸露的纳米颗粒容易集聚、对生物体具有毒性及生物相容性较差，这些缺点限制了其广泛应用，尤其是在生物医学领域的应用。因此，对纳米材料进行表面的化学修饰，使其带上反应性功能基团(如-COOH，-NH₂，-OH等)，或者包裹生物相容性材料(如油酸、SiO₂，聚乙二醇等)，一直是研究的热点以及纳米颗粒应用于生物医学领域的重要前提条件之一。化学共沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法、微乳液法等一直是化学制备纳米材料并在表面修饰生物相容性物质的常用方法，已经实现通过多代嫁接的方法，在纳米材料表面修饰树状大分子的多聚物。但现有技术中公开的纳米磁性颗粒修饰后的改性生物纳米磁珠性能差异较大，结合抗体量较低，且嫁接修饰大分子后的生物纳米磁珠稳定性较差，非常容易失活，导致难以推广，实用性不强。另一方面，基因改造方法较容易的获得类似化学合成的生物纳米磁珠，表面膜上可以天然带有各种功能基团，但在通过基因改造对于改性生物纳米磁珠的制备过程中，对条件要求非常严格，且DNA转化表达成功率非常低，菌株成活率和纳米磁珠的产率均较低，抑制其广泛的应用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种阴离子多肽羧基化生物纳米磁珠及其制备方法。

本发明具体技术方案如下：

本发明提供一种阴离子多肽羧基化生物纳米磁珠，所述阴离子多肽羧基化生物纳米磁珠由嫁接有聚乙二醇的阴离子多肽聚合物通过柔性linker连接到生物纳米磁珠的膜蛋白上融合表达而成，所述柔性linker的氨基酸残基为GCVA(DLGGV)₂GVC(GA)₃MADEGAG。其中G等字母均为氨基酸的缩写，例G为甘氨酸Gly的缩写，C为半胱氨酸Cys的缩写等。

进一步地，离子多肽序列以聚谷氨酸(PGA)或聚天冬氨酸(PASP)为主，具有天然富谷氨酸蛋白或人工合成γ-PGA或PASP及其衍生物的特点，分别命名为YR-APE1，YR-APD2。

YR-APE1的氨基酸残基序列如SEQ.ID.No.1所示，为：

YR-APD2的氨基酸残基序列如SEQ.ID.No.2所示，为：

针对趋磁细菌MSR-Ⅰ对阳离子多肽基因序列优化如下：

YR-APE1的基因序列如SEQ.ID.No.3所示，为