[发明专利]一种合成表面活化剂的成分、方法以及应用

说明书

本发明涉及一种合成同加拉泡蟾成分。合成同加拉泡蟾成分包括六种全合成的雷纳舒明蛋白(RSN‑1至RSN‑6)，其中仅合成RSN蛋白的活性部分，还包括六种全合成的多糖，该多糖由四种四糖、一种七庚糖以及一种不可吸收糖组成。描述了泡沫的多种创新应用。

序列表的相关声明

本专利申请相关序列表是通过纸质副本采用文本格式提供的，特此在说明书中予以引用。包含序列表的文本文件名称为Sequence_Listing_222857 1.txt。文本文件大小为9KB，创建日期为2020年6月29日，采用电子方式通过EFS-Web提交。

优先权要求

本专利申请要求备案日期为2019年6月28日编号62/868,137的美国临时专利申请以及备案日期为2020年3月26日编号为63/000,141的美观临时专利申请中的权利。以上引用的专利申请作为参考而在本次申请中通篇予以引用。

技术领域

本发明通常涉及材料科学，尤其涉及生物化学以及分子生物学。本发明的主题涉及同加拉泡蟾泡沫的全合成,其中包括用于各种应用的该泡沫的蛋白以及多糖。

技术背景

对于很多生物体而言，通过动物来产生泡沫并非是一种不常见的繁殖性状1。但是，一些生物体产生的表面活性泡沫可以在数天内处于稳定状态。

此类泡沫的稳定时间可能长达57天而且适应环境的天气变化2-3。采用蛋白基表面活性剂的情况下，此类泡沫趋向于形成水基泡沫。业界曾经针对一个特定的生物体Engystomops pustulosus(常被称为同加拉泡蟾)开展了大量的研究，涉及采用该生物体的繁殖泡沫4。这个品种具有一种有趣的泡沫结构，其原因是由于泡沫具有其它品种并不常见的抗真菌和抗菌性质5。此外，抗菌和抗真菌性质也不会干扰青蛙的胚胎或者导致青蛙胚胎细胞死亡。

泡沫的稳定时间长达10天，而且不存在表面张力效应导致的任何脱水或者丧失泡沫结构的情况1。值得注意的是，泡沫仅由蛋白和多糖组成6。之前的文献中，并未在这种泡沫中发现任何已知的去污剂或者表面活性剂。由于这种引人注意的不存在去污剂的情况，使得业界大量研究了蛋白作为表面活化剂的用途7-8。同加拉泡蟾泡沫巢具有6种独特蛋白，这些蛋白被称为雷纳舒明蛋白。这些蛋白包括雷纳舒明(RSN)1至RSN 6，而且RSN 2是青蛙泡沫中起到表面活性剂作用的重要蛋白。人们发现这些蛋白属于岩藻糖型蛋白，在多糖的1位置与羟基结合9。正是这些表面活性剂对泡沫巢起到了稳定作用1。业界曾经研究过泡沫的蛋白，并且采用重组DNA技术和成果这种蛋白1。曾经采用PCR分析表征了蛋白序列，但是任何研究均未开发出一种方法来表征泡沫的多糖。没有多糖，则泡沫仅具有10埃的厚度，而从同加拉泡蟾泡沫巢采集的泡沫，厚度为85埃。没有多糖，就无法人工合成泡沫。

一项研究尝试采用不同单糖与蛋白反应来判定青蛙泡沫巢的糖类，从而判定其溶解性。本次研究证明了，蛋白rsn1-6仅溶于半乳糖，这种半乳糖是常见的岩藻糖型蛋白。

多糖的表征具有一定挑战性，其原因是由于多糖不容易接受质谱分析法的电荷10。只是最近通过采用基质辅助激光解吸电离(MALDI)并结合质谱分析法(MS)，才可以表征多糖11。本次研究项目结合采用了MALDI-MS来判定同加拉泡蟾泡沫中多糖的结构与序列，以便人工合成青蛙泡沫巢。在青蛙泡沫巢中共计发现了6种多糖，而且对全部6种多糖进行了排序，以判定组成多糖的每种具体单糖。

发明内容

本发明包括了一套组合的生物化学/分子生物学方法论，用于表征一种独特的合成有机表面活性蛋白，该蛋白使得自身具有多种多样的应用。