圖2Glu-Schiff堿@SiO2材料富集唾液酸化糖肽（SGP）。（a）基于微固相萃取的富集方法（b）從胎球蛋白:BSA摩爾比為（1:5000）的胰蛋白酶消化中獲得的富含Glu-Schiff base@SiO2的糖肽的質(zhì)譜圖（MS）。糖肽在其聚糖結(jié)構(gòu)上以紅星標記：藍色■，GlcNAc；綠色，甘露糖；黃色，半乳糖；紫色，Neu5Ac。（c）用Glu-Schiffbase@SiO2從人血清中富集糖肽。用MS對糖苷數(shù)目和相應(yīng)的富集選擇性進行了鑒定（d）從三次重復(fù)實驗中鑒定的糖肽的Venn圖。（e）ZIC-HILIC、Sepharose、NH2@SiO2、phenyl-Schiff base@SiO2和Glu-Schiff base@SiO2與標準SGP（CAS:189035-43-6）的吸附能力比較。（f）基于Glu-Schiff base@SiO2材料的富集法對兩中SGPs的回收率[m/z:983.7892（3+）、1475.0836（2+）]。為什么Glu-Schiff?base@SiO2材料會對SGs有如此優(yōu)異的富集效果呢？為了回答這一問題，研究人員引入了兩個分子模型，Neu5Ac（SGPs的最外層分子）和4-（苯乙亞胺）甲基]苯基-D-吡喃糖苷（Schiff base A）（Glu-Schiff base@SiO2材料的核心組分）。Schiff base A緩慢水解會產(chǎn)生PEA和4-甲酰苯基β-Dglucopyranoside（B），Neu5Ac加入后會加速Schiff base A水解，并且Neu5Ac和水解產(chǎn)物之間有較強的相互作用力形成高度穩(wěn)定的PEA-Neu5Ac絡(luò)合物。更有趣的是，研究人員發(fā)現(xiàn)B在水中具有很強的自組裝能力，這將促進水解反應(yīng)并促進水解物PEA與Neu5Ac的絡(luò)合反應(yīng)，所以Glu-Schiff base@SiO2材料對SGs表現(xiàn)出超強的親和力。
Figure 3 席夫堿水解產(chǎn)生穩(wěn)定的SG-前體胺絡(luò)合物。（a）Schiff base A水解反應(yīng)的示意圖及本研究的核心問題：Schiff base A在水溶液中遇到Neu5Ac時發(fā)生了什么？（b）基于自制半制備液相色譜柱（click TE-Cys）的席夫堿水解反應(yīng)產(chǎn)物的高效液相色譜圖。（c）PEA-Neu5Ac絡(luò)合物的MS和MS/MS（c的插圖）。（d）PEA，（e）Neu5Ac和（f）PEA-Neu5Ac絡(luò)合物的13C核磁共振譜。（g）PEA-Neu5Ac絡(luò)合物的1H-13C COSY核磁共振譜（溶劑：重水，溫度：20°C）。（h）PEA和Neu5Ac之間可能的結(jié)合模式的化學(xué)結(jié)構(gòu)，核磁共振譜中顯示了每個C原子和h質(zhì)子的分配。（i）通過量子化學(xué)計算（6-311g水平下的高斯密度泛函理論（DFT））獲得的PEA-Neu5Ac絡(luò)合物的可能結(jié)合模型，其中水被設(shè)置為溶劑。靜電力和氫鍵相互作用分別用不同長度的橙色和綠色虛線表示。
【總結(jié)】
在本文中，研究人員從材料科學(xué)的角度出發(fā)，打破了傳統(tǒng)以材料化學(xué)穩(wěn)定性為前提的富集材料設(shè)計思路，采用Glu-Schiff?base@SiO2材料作為“自我犧牲”試劑發(fā)揮作用，揭示了席夫堿水解反應(yīng)的必要性，說明了動態(tài)共價化學(xué)策略在捕獲目標生物分子方面的巨大潛力。相關(guān)研究內(nèi)容以“What Is Hidden Behind Schiff Base Hydrolysis? Dynamic Covalent Chemistry for the Precise Capture of Sialylated Glycans”為題發(fā)表在JACS。
