基于脫氧核酶的Hg2+傳感器設(shè)計(jì)及分子擁擠條件下陽離子卟啉異構(gòu)體對(duì)G-四鏈體識(shí)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(jì)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(jià)廉、易于合成和修飾及易于儲(chǔ)存等特點(diǎn)，并且脫氧核酶對(duì)特定的金屬離子顯示出高度的特異性識(shí)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(jì)方面具有廣泛的應(yīng)用前景。

2、r>　　本部分實(shí)驗(yàn)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(duì)T-T堿基錯(cuò)配的穩(wěn)定作用設(shè)計(jì)了免標(biāo)記、價(jià)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(jìn)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(duì)該DNAzyme中圍成Cu2+結(jié)合位點(diǎn)的DNA序列進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)（引入若干T-T堿基錯(cuò)配）。利用Hg2+對(duì)T-T堿基錯(cuò)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(hào)。利用該方法進(jìn)行Hg2+的檢測，檢測限達(dá)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(duì)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(gè)必然的趨勢。
　　由于染色體3'-端懸突末端的單鏈端粒序列會(huì)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(jì)合成能夠特異性識(shí)別端粒末端多倍體G-四鏈體的小分子配體，對(duì)于設(shè)計(jì)能夠特異性作用于端粒區(qū)域，而對(duì)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(shí)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(shí)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(jìn)行對(duì)比，通過比較這兩種卟啉衍生物對(duì)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(shí)了二者結(jié)構(gòu)上的微小差異導(dǎo)致了它們對(duì)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(duì)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(jìn)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。口袋尺寸的增大有利于二者以嵌插模式結(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(duì)多倍體G-四鏈體具有更高的識(shí)別特異性。
　　其