铈离子及其配合物对寡聚脱氧核苷酸的水解断裂作用

报道了铈离子及其配合物对人工设计合成的26个碱基的单链寡聚脱氧核糖核酸（ODN）的水解断裂作用，Ce^3 需要有氧气存在的条件下，氧化生成Ce^4 后才能切断ODN。研究了各种条件下Ce^4 与ODN的切断反应，在酸性和弱碱性条件下都能水解切断ODN，在近中性时切断作用最强，随着反应温度的升高，Ce^4 浓度的增大，反应时间的延长，切断反应越来越明显，Ce^4 与氮三乙酸生成配合物以后也能切断ODN，Ce^4 可作为切断ODN的分子剪刀。     

Ce离子水解断裂Oligomers DNA中磷酸二酯键

报道了用变性聚丙烯酰胺凝胶电泳-银染法和增强Raman光谱研究Ce离子水解断裂26个碱基的单链Oligomers DNA的实验结果.Ce³⁺离子需要有氧气存在的条件下,氧化生成Ce⁴⁺离子后才能切断Oligomers DNA.系统研究了各种条件下Ce⁴⁺离子对Oligomers DNA的切断反应,在酸性、碱性条件下都能水解切断Oligomers DNA,在近中性时切断作用最强.反应温度的升高、反应时间的延长以及Ce⁴⁺离子浓度的增大都有利于该切断反应.由增强Raman光谱的研究可推断Ce⁴⁺离子可以水解断裂Oligomers DNA中5′位和3′位的磷酸二酯键并提出了反应机理.     

杂交及切断过程的QCM实时检测研究(英文)

采用自组装技术,将 5′端标记有巯基的 20-merODN(oligo 1)以金 硫键形式牢固结合在 7. 995MHz的AT-切石英晶体的镀金表面,然后由石英晶体微天平实时检测了与碱基序列互补的 10 merODN (oligo 2)和 8 merODN(oligo 3)的杂交,同时还研究了稀土金属铈离子在温和条件下对DNA的水解切断作用.结果表明:应用QCM方法可能实时检测DNA的固定和杂交,Ce(IV)能随机切断单链DNA;但不能切断杂交形成的双链DNA,因此可利用杂交保护的方法对单链DNA实行定位切断.     

丝组二肽所含基团在其切割DNA反应中的作用

近 2 0年来 ,人工核酸切割试剂的研究一直是化学、生物化学和分子生物学中最为活跃的前沿领域之一[1,2 ] .人工核酸切割试剂可以在足迹技术和核酸高级结构的研究中用作高分辨率的化学探针 ,还可以用于合成定点切割试剂[3] .后者又被称为人工工具酶 ,是一种非常重要的分子生物学工具 ,在疾病的基因治疗、反义 PCR技术等领域中都具有重要的应用 .人工核酸切割试剂的切割机理主要有自由基机理和磷酸酯水解机理两大类 .相对于自由基机理 ,水解机理具有许多优点 ,使得水解型切割试剂具有更为广泛的应用 .对于 DNA,目前文献报道的水解型人工切…     

基于DNAzyme的单链核酸酶活性研究

本文报道了一种基于DNAzyme的可视检测单链核酸酶活性的新方法.DNAzyme是一种具有类过氧化物酶活性的单链DNA分子,在H_2O_2存在下能够催化无色底物2,2′-连氮基-双-(3-乙基并二氢噻唑啉-6-磺酸)二价阴离子(ABTS~(2-))氧化成蓝绿色物质ABTS~-·5自由基.催化体系中单链核酸酶的加入能水解DNAzyme,导致被DNAzyme催化的ABTS~-·5减少,从而可以通过颜色变化和紫外-可见吸收光谱检测相应的单链核酸酶活性.以Dnase I和S1核酸酶作为单链核酸酶代表进行实验,实验结果表明对Dnase I检测的线性范围为0.5 ～5 U/mL,检出限为0.15 U/mL;对S1核酸酶检测的线性范围为1～10 U/mL,检出限为0.11 U/mL.该方法还能用于单链核酸酶抑制剂的检测,结果表明:Zn~(2+)对Dnase I的半数抑制浓度(Ic_(50))为56.4 mol/L,焦磷酸盐对S1核酸酶的Ic50为1.17 mmol/L.     

金属配合物-寡聚核苷酸定位断裂剂研究进展

核酸切割试剂与寡聚核苷酸(ODN)偶联制得的人工核酸酶能在特定位点断裂DNA或RNA,为人工核酸酶的分子设计提供了一种新方法.本文综述了金属配合物-ODN识别切割试剂的偶联方式及其与靶分子的作用机制,并指出了今后的研究方向.     

量子点双标记的Fe3O4@Au磁性纳米DNA电致发光型传感器

合成了Fe3O4@Au磁性纳米粒子,并根据单链寡聚核苷酸(ss-DNA)杂交原理,利用量子点电化学发光,构建了DNA电化学传感器.在磁控玻碳电极(MCGCE)表面,将5′-SH-ssDNA捕获探针自组装在Fe3O4@Au磁性纳米粒子上,然后与目标DNA互补的一端杂交形成dsDNA,再与双标记了量子点的5′-NH2-ssDNA-NH2-3′信号探针杂交形成三明治杂交的DNA.应用循环伏安法对DNA的固定与杂交进行了表征.目标DNA浓度在1.0×10-13～1.0×10-11 mol/L范围与其响应的ECL信号呈线性关系,检出限为1.8×10-14mol/L.由于采用量子点双标记法,检测的灵敏度显著提高.     

基于免标记发夹型探针和核酸外切酶Ⅲ的荧光信号放大DNA检测

设计合成了一种长臂发夹型核酸探针,结合核酸外切酶Ⅲ水解反应建立了一种免标记荧光信号放大高灵敏检测DNA的新方法.当不存在靶DNA时,SYBR GreenⅠ荧光染料能够嵌入发夹型探针的茎部而发出很强的荧光,而当存在靶DNA并与发夹型探针杂交后,核酸外切酶Ⅲ从杂交产物的3'端开始水解发夹型探针,释放出靶DNA,并触发下一个酶水解反应,同时SYBR GreenⅠ染料也随发夹型探针水解而释放,导致荧光信号降低,从而实现了对DNA的免标记荧光信号放大高灵敏检测.该方法的检出限低至320 fmol/L,比传统双标的分子信标的方法降低了4~5个数量级,且该方法还具有免标记、简单、快速的特点.     

化学核酸酶及其作用机理

化学核酸酶是一类人工设计、合成的DNA 或RNA 定位断裂工具, 由核酸识别结合系统和化学断裂系统组成。它们能够在任何位点断裂单链、双链DNA 或RNA , 不受限制性内切酶的天然专一性限制。本文除介绍了一些新的化学核酸酶体系外, 着重对它们的作用方式及作用机理进行了讨论。     

利用侧链修饰寡聚DNA组装CdS有序纳米结构

由于 DNA分子具有特殊的结构和碱基配对特性 ,人们已经意识到利用 DNA分子将无机纳米粒子 (量子点 )组装成各种不同的有序纳米结构的可行性 [1～ 5] .如 Mirkin等 [6 ,7]利用端基修饰的寡聚 DNA将金纳米粒子组装成有序的六方堆积的层状结构 .Alivisatos等 [8]利用单链 DNA为模板 ,通过在 3′和5′端修饰巯基的互补 DNA将两个或三个金纳米粒子连接起来形成“人造分子”.本文中我们首次报道通过在侧链 ( 5′端 C1和 C2之间的磷酸根 )上修饰巯基的寡聚胞嘧啶 ( Oligo C10 - SH )和寡聚鸟嘌呤( Oligo G10 - SH)复性过程将 Cd S纳米…     

两亲性大环多胺La(III)配合物的合成、表征及催化质粒DNA水解的研究

近年来,人工核酸切割试剂的研究一直是化学生物学、生物化学和分子生物学中最为活跃的前沿领域之一。最近的研究结果表明大环多胺金属配合物在磷酸二酯水解方面表现出独特的催化性能,能作为化学核酸酶有效的催化DNA和RNA的磷酸二酯键的水解[1-2]。尤其是电荷较高的金属阳离子形     

丝组二肽对DNA的切割作用的研究

近20年来,人工核酸切割试剂的研究一直是生物化学中最为活跃的前沿领域之一,研究人工核酸切割试剂的主要目的是合成定点切割试剂,后者是一种重要的分子生物学工具,在疾病的基团治疗、反义PCR技术等领域中有着重要的应用价值。此外,人工核酸切割试剂还可以在足迹技术和核酸高级结构的研究中用作高分辨率的化学探针。     

基于光敏性胸腺嘧啶脱氧核苷亚膦酰胺单体的光响应DNA水凝胶

设计并合成了一种1-(4,5-二甲氧基-2-硝基苄基)乙氧基光敏基团保护的胸腺嘧啶脱氧核苷亚膦酰胺单体,将其通过固相合成引入到DNA序列中,可以实现对DNA链互补配对的光学调控;并进一步利用该单体合成了功能性的核酸序列,成功制备了快速光响应的DNA超分子水凝胶.该结果拓展了DNA单体的多样性,为构建新型光响应功能体系提供了新途径.     

环三聚磷腈多齿配体的合成及DNA的切割活性

为了得到具有核酸切割功能的人工核酸酶, 设计合成了5种环三聚磷腈多齿配体, 并初步检测了其对DNA的切割活性. 目标化合物的结构由IR, 1H NMR, 31P NMR, 13C NMR和ESI-MS确认. 在生理条件下对pUC19 DNA切割活性的初步实验结果表明, 在化合物5a～5e的Cu(Ⅱ)配合物存在下, 保温24 h后, pUC19 DNA由Form Ⅰ断裂为Form Ⅱ, 即合成目标化合物有明显的DNA切割活性. 同时, 考察了配合物5b+Cu在不同时间下对DNA的切割活性的影响.     

富含胞嘧啶单链DNA-银纳米簇荧光探针用于S1核酸酶的灵敏检测

以富含胞嘧啶（C）的单链DNA为模板合成银纳米簇,将其作为功能化探针,建立了一种无标记荧光检测S1核酸酶的方法.S1核酸酶可以特异性识别单链DNA,在最适的酶催化反应条件下,可将其降解为单核苷酸或寡核苷酸片段.当S1核酸酶不存在时,富含C的单链DNA可以有效地合成荧光银纳米簇;当S1核酸酶存在时,单链DNA模板被特异性识别并降解,导致无法形成银纳米簇,使体系荧光信号降低.实验结果表明,银纳米簇的荧光强度随着S1核酸酶浓度的增加而降低.在优化的条件下,体系荧光信号（F/F₀）与S1核酸酶的浓度在5.0×10^-5~4.0×10^-3 U/μL范围内呈线性关系,检出限为2.0×10^-6 U/μL.该荧光探针选择性好,可用于RPMI 1640细胞培养基中S1核酸酶的检测,回收率达到91.8%~109.5%.     

有一未配对残基T的DNA [d(TCGCGCG)]_2结构特征的NMR研究

具有交替的嘧啶-嘌呤序列和5′端有一未配对残基T的DNA七聚体[d(TCGCGCG)]_2可以作为研究DNA双螺旋的双链-单链联结构象特征的模本。DNA的这种联结方式存在于它们的复制和转录过程中。用NOESY和TOCSY/HOHAHA实验对其共振峰作了指定。对七个不同混合时间的NOE强度进行了定量分析,用双自旋近似法计算了质子间的距离,揭示了这个分子中令人感兴趣的结构特征。用P.E.COSY实验测定了该DNA双螺旋各糖质子间偶合常数,鉴定了各糖的构象。从而获得了该DNA七聚体在溶液中的结构特征。就整体结构而言,该DNA分子仍属B族DNA,但结构有了很大变化,特别是在端基区。未配对的残基具有不同寻常的顺式构象。为DNA双链-单链联结部分构象提供了有用的借鉴。     

具有DNA切割功能的新型多聚酰胺/丝组缀合物

为得到具有核酸切割功能的人工核酸酶, 设计合成了一种新型多聚酰胺/丝组缀合物, 并研究了其DNA切割活性. 合成的目标化合物在pH=6.0的BR缓冲溶液中对pBR322 DNA切割活性的初步实验结果表明, 于37 ℃保温6 h后, pBR322 DNA基本上被完全从Form Ⅰ切割为Form Ⅱ, 保温36 h后, pBR322 DNA几乎被切割完全.     

框架核酸在蛋白精确组装中的应用

除了作为遗传信息的载体,DNA所展现出的特殊的材料性能引起了广泛关注。基于碱基互补配对原则的精确性和可编程性使得核酸纳米结构的构建逐步从一维单链发展到二维平面以及三维立体结构。计算机辅助工具的进步也促进了各种大小和形状的DNA纳米结构的自动化设计,而近年来构建的“框架核酸（Framework Nucleic Acids, FNAs）”为生物大分子纳米尺度上的精确排列提供了新方法,其固有的生物学功能以及可定制的特性使得其在物理,化学和生物等领域具有十分广阔的应用前景。本综述阐述了精确自组装的框架核酸的概念,并概述了框架核酸在蛋白精确组装等领域的最新进展。我们重点论述了框架核酸的优势所带来的对蛋白空间排布及其性能的调控能力,讨论了该领域存在的挑战,并对该领域的发展机遇进行了展望。     

大环配合物在核酸切割中的应用

核酸切割试剂的研究是化学和分子生物学中最为活跃的前沿领域之一.研究核酸切割试剂,不仅是因为对核酸酶催化机理进行深入了解之需,同时还因为人工核酸酶在基因治疗中有着诱人的前景.大环配合物的合成、结构及其对核酸的切割作用已有广泛的文献报道.本文综述了作为重要的核酸切割试剂的大环多胺配合物和氮杂冠醚配合物对核酸的切割作用及其规律性,并展望了今后的发展与应用方向.     

单链脱氧核糖核酸探针在氧化锆陶瓷小珠表面的微阵列及陶瓷荧光小珠的制备

以N－（4－马来酰亚胺氧化丁酰）－琥珀酰亚胺磺酸钠盐（sulfo-GMBS)为介剂将5′－氨基／3′－得克萨斯红双末端修饰DNA探针偶联到3－（2－氨乙基氨丙基）三甲氧基硅烷（AATS）修饰的300μmZrO2陶瓷小珠表面，制成荧光小珠，小珠表面上单链DNA探针分子之间的距离取决于小球表面的预处理、偶联以应溶液中DNA探针浓度，小珠大小和小珠的数目。在优化条件下，20-mer单链DNA探针在小珠表面微阵列的最小分子间距约为7．6nm，即在一个300μmZrO2陶瓷小珠表面有10^10数量级的20－mer单链DNA探针参与微阵列反应。机理研究表明：DNA探针通过sulfo-GMBS偶联到小珠表面的化学反应仅涉及到探针末端修饰氨基。