艾滋?。ˋIDS）全稱“獲得性免疫缺陷綜合癥（acquired immunodeficiency syndrome, AIDS）”,，是一種由逆轉(zhuǎn)錄病毒——“人類免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus,，HIV）”引起的人體免疫防御系統(tǒng)機能缺陷,，繼而發(fā)生嚴重致命性感染的傳染病[1]。艾滋病的死亡率極高,，并且在全球的蔓延速度驚人,。根據(jù)聯(lián)合國艾滋病規(guī)劃署和世界衛(wèi)生組織2006年11月21日共同發(fā)布的《2006年全球艾滋病報告》，2006年全球艾滋病病毒感染人數(shù)達到3950萬,，而2006年每天大約有1.1萬人新感染艾滋病病毒,，95％的感染者分布在中、低收入國家[2],。2007年8月19日-23日,，第八屆亞洲－太平洋地區(qū)艾滋病國際會議在斯里南卡首都科倫坡舉行。會議上來自70多個國家和地區(qū)的2500多名代表,，就增強亞太地區(qū)乃至全球?qū)Π滩〉姆乐喂ぷ?，推動艾滋病預(yù)防、治療和護理服務(wù)的普及等進行了討論[3],。目前,，公認療效最好的“雞尾酒療法”也只能延緩艾滋病人的死亡，并不能徹底治愈艾滋病,。所以,，對于艾滋病有效治療靶點及其抑制劑的研究仍是備受關(guān)注的領(lǐng)域。
2007年8月份,，加拿大Saskatchewan大學(xué)Kraatz教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組公布了他們在艾滋病治療研究方面取得的最新進展[4],。該工作題為“HIV－1型蛋白酶的電化學(xué)檢測方法”（An electrochemical approach for the detection of HIV-1 protease）發(fā)表在英國皇家化學(xué)學(xué)會刊物Chem. Commum.上。Kraatz研究小組利用自己合成的二茂鐵－抑肽素加合物為探針構(gòu)建了基于印刷電極的傳感器，成功實現(xiàn)了HIV－1型蛋白酶的快速,、方便的電化學(xué)檢測,。用于檢測的印刷金電極如圖1所示。
HIV－1型蛋白酶是HIV病毒粒子組裝,、成熟過程不可缺少的酶類,，抑制其活性能夠阻止未成熟的病毒粒子發(fā)育成具有感染性的HIV病毒。因此,，HIV－1型蛋白酶成為抗AIDS治療的重要靶點,。HIV－1型蛋白酶屬于一種分泌酶（aspartyl protease）。抑肽素（pepstatin）可以和分泌酶的活性位點結(jié)合,，強烈抑制該類酶的活性[4],。Kraatz研究小組合成了二茂鐵－抑肽素加合物（feerocene－conjugated pepstatin），結(jié)構(gòu)如圖2所示,。
這種“生物有機金屬化合物”通過二茂鐵一端修飾的巰基與金表面形成“金－硫鍵”固定于金電極表面,，同時以二茂鐵作為電化學(xué)信號指示探針，抑肽素作為HIV－1型蛋白酶的結(jié)合探針,，利用電化學(xué)方法對HIV－1型蛋白酶進行檢測,，如圖3所示。采用印刷金電極則有利于該傳感器的大規(guī)模生產(chǎn)及商品化,。
“二茂鐵－抑肽素加合物”固定到印刷金電極表面后,，施加一定范圍電位時,二茂鐵產(chǎn)生特征電化學(xué)信號，如圖3A所示,。溶液中的HIV－1型蛋白酶與金電極表面固定的抑肽素結(jié)合后,，能夠顯著改變二茂鐵的電化學(xué)行為，如圖3B所示,。通過HIV－1型蛋白酶與抑肽素結(jié)合前后二茂鐵的電化學(xué)信號的不同,，可以檢測出HIV－1型蛋白酶。二茂鐵的電化學(xué)信號（如氧化還原適電位及峰電流）與結(jié)合的HIV－1型蛋白酶的量成一定比例關(guān)系,。如圖4A所示,，隨著HIV－1型蛋白酶濃度增大，二茂鐵的氧化還原電位逐漸正移,，峰電流逐漸降低,。根據(jù)氧化還原適電位及峰電流密度值可以計算所結(jié)合的蛋白酶的量（如圖4B，4C所示）,。
這種電極還可以用于HIV－1型蛋白酶抑制劑的研究,。松胞菌素A（Cytochalasin A）也是一種HIV－1型蛋白酶的抑制劑，并且可以和抑肽素競爭結(jié)合HIV－1型蛋白酶[4],。當(dāng)溶液中存在松胞菌素A時,，就會減少蛋白酶和電極表面抑肽素的結(jié)合,，從而可以通過二茂鐵電化學(xué)信號改變測量松胞菌素A。如圖5A所示,，在含有相同濃度HIV－1型蛋白酶時,，溶液中松胞菌素A濃度越大，由于蛋白酶結(jié)合造成的二茂鐵電化學(xué)信號改變就越小,，相應(yīng)的二茂鐵氧化還原適電位及峰電流密度也與松胞菌素A濃度成一定比例關(guān)系（如圖5B,，5C所示）。
Kraatz研究小組希望將這種二茂鐵－肽鏈加合物修飾電極進一步推廣應(yīng)用于其他具有重要臨床意義,，非電活性蛋白質(zhì)的電化學(xué)檢測,。實驗表明，他們發(fā)展的這種方法有望在體液等復(fù)雜環(huán)境下檢測蛋白質(zhì),，這對實現(xiàn)蛋白質(zhì)快速,、方便檢測具有重要意義。另外,，研究人員認為通過該方法與生物芯片系統(tǒng)的整合,，他們可以進行多種HIV相關(guān)蛋白的同時檢測，及HIV－1型蛋白酶抑制劑的高通量篩選,。電化學(xué)檢測技術(shù)及印刷電極的使用則使該蛋白質(zhì)檢測方法更加簡便易于商品化推廣,，顯示出非常樂觀的應(yīng)用前景。
參考文獻
[1] http://www.hivtest.cn/aids/20050103003.htm
[2] http://bbs.hivolunt.net/read.php?tid=3139
[3] http://news.xinhuanet.com/newscenter/2007-08/19/content_6566209.htm
[4] Kerman K,，Mahmoud KA,，Kraatz HB,，An electrochemical approach for the detection of HIV－1 protease,，Chem. Commun., 2007；DOI: 10.1039/b707140j
[5]http://rsc.org/Publishing/ChemTech/Volume/2007/09/targeting_hiv.asp
