基于脫氧核酶的Hg2+傳感器設(shè)計及分子擁擠條件下陽離子卟啉異構(gòu)體對G-四鏈體識別與穩(wěn)定作用的研究.pdf

1、本論文的工作分為基于脫氧核酶的Hg2+傳感器設(shè)計和分子擁擠條件下陽離子卟啉衍生物作為小分子配體與G-四鏈體的結(jié)合作用的研究
　?、窕诿撗鹾嗣傅腍g2+檢測
　　脫氧核酶是通過體外篩選技術(shù)得到的具有酶活性的小分子單鏈DNA，與天然酶相比具有穩(wěn)定、價廉、易于合成和修飾及易于儲存等特點，并且脫氧核酶對特定的金屬離子顯示出高度的特異性識別，其酶活性與特定金屬離子的濃度密切相關(guān)，使其在金屬離子傳感器的設(shè)計方面具有廣泛的應(yīng)用前景。

2、r>　　本部分實驗基于重構(gòu)的特異性Cu2+ DNAzyme和G-四鏈體-Hemin DNA酶協(xié)同作用及Hg2+對T-T堿基錯配的穩(wěn)定作用設(shè)計了免標(biāo)記、價格低廉、操作簡單的比色型Hg2+傳感器。將Cu2+特異性的DNA裂解酶進行了重構(gòu)，并將可形成G-四鏈體的富G序列部分地包埋在該DNAzyme的莖環(huán)結(jié)構(gòu)當(dāng)中。對該DNAzyme中圍成Cu2+結(jié)合位點的DNA序列進行適當(dāng)?shù)脑O(shè)計（引入若干T-T堿基錯配）。利用Hg2+對T-T堿基錯配的穩(wěn)定作用

3、來調(diào)節(jié)圍成的空腔的大小，為Cu2+與底物鏈的結(jié)合提供合適大小的空腔。當(dāng)?shù)孜镦溤贑u2+的存在下被切成兩段之后，富G序列被釋放下來并形成G-四鏈體結(jié)構(gòu)，與氯化血紅素(Hemin)結(jié)合后顯示過氧化物酶活性，催化H2O2氧化ABTS（2，2'-氨基-二（3-乙基-苯并噻唑啉-6-磺酸））的反應(yīng)產(chǎn)生吸光信號。利用該方法進行Hg2+的檢測，檢測限達到4.8 nM。
　?、蚍肿訐頂D條件下陽離子卟啉衍生物作為小分子配體與G-四鏈體的結(jié)合作用的研

4、究
　　由人體端粒末端富含鳥嘌呤堿基G的基因序列形成的G-四鏈體因其具有抑制端粒酶的能力，而成為具有良好前景的抗癌藥物靶標(biāo)，得到越來越多研究者的重視。截至目前為止，已發(fā)現(xiàn)或合成了很多通過穩(wěn)定G-四鏈體來抑制端粒酶活性的小分子配體。隨著對G-四鏈體結(jié)構(gòu)研究的不斷深入，在分子擁擠條件下開展G-四鏈體與小分子配體的相互作用的研究將成為一個必然的趨勢。
　　由于染色體3'-端懸突末端的單鏈端粒序列會形成多倍體G-四鏈體，而人體基因組

5、中其它富G序列并不能形成這種結(jié)構(gòu)，設(shè)計合成能夠特異性識別端粒末端多倍體G-四鏈體的小分子配體，對于設(shè)計能夠特異性作用于端粒區(qū)域，而對人體中其它有望形成單體G-四鏈體的區(qū)域無副作用的新型抗癌藥物具有重要的意義。為此我們合成了一種新型陽離子卟啉衍生物——meso-四{3-[2-（1-甲基-1-哌啶）乙氧基]苯基}卟啉（m-TMPipEOPP），并在分子擁擠條件下研究了這種衍生物作為多倍體G-四鏈體配體的可行性，具體為利用紫外-可見光譜、熒光

6、光譜、圓二色光譜等手段研究了其在分子擁擠條件下與多倍體G-四鏈體的作用，證實m-TMPipEOPP能夠多倍體G-四鏈體與單體G-四鏈體、單鏈及雙鏈DNA有效地區(qū)分開來。同時又將其與它的異構(gòu)體——meso-四{4-[2-（1-甲基-1-哌啶）乙氧基]苯基}卟啉(p-TMPipEOPP)進行對比，通過比較這兩種卟啉衍生物對幾種不同長度端粒序列及其變體所形成的多倍體G-四鏈體的結(jié)合作用，證實了二者結(jié)構(gòu)上的微小差異導(dǎo)致了它們對多倍體及單體G-四

7、鏈體具有明顯不同的區(qū)分能力，并分別提出了針對這兩種卟啉衍生物與多倍體G-四鏈體不同的結(jié)合模式。p-TMPipEOPP以兩種方式與多倍體G-四鏈體進行結(jié)合:三明治式末端堆積模式和依賴G-四鏈體單元之間口袋尺寸大小的嵌插模式?？诖叽绲脑龃笥欣诙咭郧恫迥Ｊ浇Y(jié)合。而m-TMPipEOPP與多倍體G-四鏈體則采取側(cè)面結(jié)合模式，這種結(jié)合模式使m-TMPipEOPP相比p-TMPipEOPP對多倍體G-四鏈體具有更高的識別特異性。
　　其