羥甲基化DNA和胸腺嘧啶DNA糖苷酶電化學(xué)發(fā)光傳感研究.pdf

1、在哺乳動(dòng)物基因組DNA中，最新發(fā)現(xiàn)的5-羥甲基胞嘧啶(5-hydroxymethylcytosine，5-hmC)被稱為繼5-甲基胞嘧啶(5-methylcytosine，5-mC)之后的“第六種堿基”，是一種新的表觀遺傳修飾物。5-hmC存在于人和小鼠腦組織以及小鼠的胚胎干細(xì)胞中，通過(guò)TET(ten-eleven translocation)酶氧化5-mC產(chǎn)生。研究表明，5-hmC不僅參與了DNA主動(dòng)去甲基化、體細(xì)胞重新編程和胚胎發(fā)育

2、等重要的生物過(guò)程，也與多種疾病有關(guān)，如癌癥，它在多種癌細(xì)胞中含量的降低使其有可能成為癌癥早期診斷的標(biāo)志物。胸腺嘧啶DNA糖苷酶(TDG)是一種堿基切除修復(fù)酶，它可特異性識(shí)別并移除5-mC、5-hmC去氨基后的產(chǎn)物以及5-hmC連續(xù)氧化的產(chǎn)物，引發(fā)堿基切除修復(fù)通路(BER)完成堿基的正常配對(duì)，在DNA去甲基化過(guò)程中也扮演了重要的表觀遺傳角色。因此，建立高靈敏檢測(cè)羥甲基化DNA(5-hmC-DNA)和TDG活性的方法對(duì)于DNA去甲基化機(jī)理的

3、研究和癌癥早期的診斷具有重要的意義。相比已報(bào)道的檢測(cè)羥甲基化DNA和TDG活性方法，電化學(xué)發(fā)光法因具有電化學(xué)方法和化學(xué)發(fā)光法的雙重優(yōu)勢(shì)，如靈敏度高、反應(yīng)可控性好、響應(yīng)速度快、易于微型化等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。基于此，本文建立了兩種高靈敏檢測(cè)羥甲基化DNA和TDG活性的電化學(xué)發(fā)光生物傳感新方法。全文共分為三章，主要內(nèi)容如下:
　　第一章，緒論。首先，概述了電化學(xué)發(fā)光的定義和特點(diǎn);其次，綜述了核酸信號(hào)放大和納米材料信號(hào)放大策略與應(yīng)用;最后，

4、提出了本論文的研究?jī)?nèi)容和意義。
　　第二章，基于T4噬菌體β-葡萄糖轉(zhuǎn)移酶(T4β-glyco syltransferase，β-GT)在葡萄糖供體尿核苷二磷酸葡萄糖(UridineDiphosphoglucose，UDP-Glu)存在的情況下，特異性的糖基化5-hmC形成β-葡萄糖基-5-羥甲基胞嘧啶(β-glucosyl-5-hydroxyme-thylcytosine，5-ghmC)，利用氧化石墨烯(GO)負(fù)載多個(gè)信號(hào)分子進(jìn)

5、行信號(hào)放大，構(gòu)建了一種高選擇性、高靈敏的新型電化學(xué)發(fā)光生物傳感器，用于羥甲基化DNA的檢測(cè)。結(jié)果表明，在優(yōu)化條件下，該傳感器檢測(cè)羥甲基化DNA的線性范圍為0.01pM～1.00nM，檢出限為3.84fM。
　　第三章，基于生物條形碼(bio-barcode)引發(fā)雜交鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(HCR)進(jìn)行無(wú)酶雙重信號(hào)放大，結(jié)合電化學(xué)發(fā)光信號(hào)物質(zhì)鄰菲噦啉釕(Ru(phen)32+)能高效、穩(wěn)定地嵌入DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，構(gòu)建了一種高靈敏的新型電化學(xué)