电化学免疫传感器检测TET1蛋白

基于Ten-eleven translocation 1(TET1)蛋白催化5-甲基胞嘧啶(5-Methylcytosine,5mC)生成5-羟甲基胞嘧啶(5-Hydroxymethylcytosine,5hmC),结合5hmC抗体的免疫识别反应,建立了一种电化学分析方法用于TET1蛋白的特异性检测.以金纳米颗粒(Au...     

表观遗传修饰——5-羟甲基胞嘧啶检测的研究进展

表观遗传修饰是指在不改变DNA序列的情况下, 基因表达发生的可遗传变化. 5-羟甲基胞嘧啶(5-hydroxymethylcytosine, 5hmC)是继5-甲基胞嘧啶(5-methylcytosine, 5mC)后发现的表观遗传修饰, 被称为“第六种碱基”. 5hmC广泛分布于哺乳动物的组织和细胞中, 它的异常表达与肿瘤发生、发育性疾病和神经系统疾病密切相关. 由于5hmC的结构与5mC相似, 并且其丰度远远低于5mC, 传统方法难以实现对5hmC的准确和灵敏检测. 近年来, 科学家们结合新的修饰方法和信号放大策略, 发展了一系列超灵敏检测5hmC的新方法, 包括液相色谱串联质谱法、荧光法、电化学法、光电化学法、单碱基分辨率的测序法和单分子检测技术. 这些方法各自具有其独特优势, 有力推动了表观遗传学的发展. 本综述总结了5hmC检测方法的最新研究进展, 并对其面临的挑战和发展趋势做了展望.     

液相色谱-串联质谱分析组织中基因组脱氧核糖核酸羟甲基胞嘧啶水平

5-羟甲基胞嘧啶通过阻止脱氧核糖核酸(DNA)甲基化转移酶1(DMNT1)甲基化胞嘧啶来影响DNA甲基化的程度。本文建立了液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)测定组织中全基因组5-羟甲基胞嘧啶水平的方法。采用苯酚-氯仿提取组织DNA,提取的DNA用88%甲酸在140 ℃下裂解,DNA裂解液加入同位素胞嘧啶作内标,经N2吹干后,加乙腈-水(9:1, v/v)溶解,用LC-MS/MS检测5-羟甲基胞嘧啶的含量,并计算全基因组中5-羟甲基胞嘧啶的水平。结果表明,5-羟甲基胞嘧啶的线性范围为0.1～30 ng/mL,相关系数为0.9969,检出限(信噪比为3计)和定量限(信噪比为10计)分别为0.057 ng/mL和0.090 ng/mL;日内相对标准偏差和日间相对标准偏差分别为5.13%和6.24%;加标回收率为90.24%～97.53%。用该方法检测了大鼠大脑组织DNA羟甲基化水平,平均结果为0.66%。该方法简便,重现性好,灵敏度较高,能满足全基因组5-羟甲基胞嘧啶定量检测的要求。     

亲水作用色谱法测定组织中全基因组DNA甲基化水平

建立了亲水作用色谱(HILIC)测定组织中全基因组DNA甲基化水平的方法。采用苯酚-氯仿提取组织中的DNA,提取的DNA用88%甲酸在140 ℃下裂解,经N2吹干后,加乙腈-水(9:1, v/v)溶解,用Waters BEH HILIC柱进行分离,在277 nm波长下检测胞嘧啶(Cyt)及5-甲基胞嘧啶(5-mCyt)含量。结果表明,以乙腈-10 mmol/L甲酸铵溶液(94:6, v/v)为流动相,流速为0.5 mL/min, Cyt与5-mCyt分离较好,保留时间分别为2.6与3.1 min。胞嘧啶的线性范围为1～900 μmol/L,相关系数为0.9999; 5-甲基胞嘧啶的线性范围为1～64 μmol/L,相关系数为0.9998。胞嘧啶和5-甲基胞嘧啶的检出限为54 nmol/L(柱中为0.54 pmol),定量限为250 nmol/L(柱中为2.5 pmol);在5～900 μmol/L的添加水平下,胞嘧啶和5-甲基胞嘧啶的平均加标回收率为94.7%～100.5%,相对标准偏差小于1.48%。用该方法检测了结肠癌组织中DNA甲基化水平,结果显示该癌组织中全基因组的DNA甲基化均值为4.0%。该方法快速、简单,稳定性好,灵敏度较高,能满足全基因组DNA甲基化的检测要求。     

DNA甲基化修饰的定位分析方法研究进展

5?甲基胞嘧啶(5?Methylcytosine,5mC)作为DNA中研究最为广泛的表观遗传修饰,不改变基因的序列,但是可以调控基因表达,从而在生命体的生长、发育和疾病发生中发挥着重要作用.研究5mC的分布、变化及作用机制有助于加强对生命体活动本质的理解.阐明基因组DNA中5mC修饰的生物学功能主要依赖于精准破译其在基...     

液相色谱-串联质谱法同时测定生物组织全基因组DNA甲基化和羟甲基化水平

测定全基因组DNA甲基化和羟甲基化水平对于研究环境污染物暴露的影响及致病机理具有重要的作用。本文建立了液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）同时测定动物组织中全基因组DNA甲基化和羟甲基化水平的方法。从动物组织样品中提取DNA,并将其酶解成单核苷,利用液相色谱-串联质谱法测定5-甲基胞嘧啶核苷、5-羟甲基胞嘧啶核苷和鸟嘌呤核苷的含量,计算全基因组DNA甲基化率和羟甲基化率。利用该方法研究了砷暴露对大鼠肝脏和小脑全基因组DNA甲基化和羟甲基化水平的影响,得到了砷影响DNA甲基化及羟甲基化的初步数据。该方法具有良好的重现性、灵敏度和稳定性,可以同时检测差异较大的DNA甲基化和羟甲基化水平。为同时研究DNA甲基化和羟甲基化水平提供了有力的支持。     

老鼠Tet1蛋白能氧化单链脱氧核糖核酸上的5-甲基胞嘧啶到5-羟甲基胞嘧啶和5-羧基胞嘧啶(英文)

5-甲基胞嘧啶在哺乳动物细胞中具有广泛的作用.而它被双脱氧家族Tet蛋白氧化所得的产物5-羟甲基胞嘧啶、5-醛基胞嘧啶和5-羧基胞嘧啶也被证明在细胞发育和5-甲基胞嘧啶动态平衡调控中具有关键的作用.已有的研究结果表明,Tet蛋白能够识别双链DNA上的5-甲基胞嘧啶,并将其氧化成5-羟甲基胞嘧啶、5-醛基胞嘧啶和5-羧基胞嘧啶.我们通过质谱仪检测发现,老鼠Tet1蛋白的DNA结合结构域还能识别和氧化单链DNA上的5-甲基胞嘧啶.这一发现暗示我们,Tet蛋白家族不但具有已经发现的氧化双链DNA上5-甲基胞嘧啶的功能,还有可能作用于DNA的复制及转录,甚至具有氧化单链RNA上对应的甲基修饰碱基的能力.     

白菜DNA甲基化水平的反相离子对高效液相色谱法研究

建立了反相离子对液相色谱测定白菜的DNA甲基化水平的方法。采用的色谱柱为HypersilBDSC18柱(200mm×4.0mm,5μm),以pH4.0的甲醇-5mmol·L-1庚烷磺酸钠-三乙胺(10:90:0.2,体积比)的混合液为流动相,UV检测器波长为273nm。通过测定DNA水样所产生的胞嘧啶和甲基胞嘧啶的含量,即可得知DNA甲基化程度。胞嘧啶和甲基胞嘧啶回收率分别为99.6%及103.3%,RSD为3.7%(日内)及5.2%(日间)。     

DNA甲基化-非甲基化碱基间堆积作用的理论研究

运用二级Mфller-Plesset(MP2)理论方法和cc-pVDZ基组优化了6-甲基鸟嘌呤(O6-MethylG),4-甲基胸腺嘧啶(O4-MethylT)以及5-甲基胞嘧啶(C5-MethylC)与DNA碱基鸟嘌呤(G),腺嘌呤(A),胞嘧啶(C),胸腺嘧啶(T)之间的堆积构型.在MP2/aug-cc-pVXZ//MP2/cc-pVDZ(X=D,T)水平上,采用完全基组外推方法校正了堆积碱基对间的相互作用能,并用完全均衡校正法(CP)校正了基组重叠误差(BSSE).MP2计算结果表明,DNA碱基甲基化使得嘧啶-嘧啶、嘧啶-嘌呤堆积碱基间的平行旋转角发生明显改变,并使堆积碱基间的相互作用能增大.在MP2/cc-pVDZ计算级别上得到了各堆积碱基对的全电子波函数,并用分子中的原子理论(AIM)分析了堆积碱基对间的弱相互作用.AIM分析结果显示,甲基化增强了堆积碱基间的π-π作用,且甲基氢与相邻碱基间形成H2CH…X(X=O,N,CH3,NH2)等类型的氢键.甲基化损伤使碱基间重叠程度增大、π-π作用增强以及堆积碱基间形成多个氢键,是堆积作用能增加的主要原因.     

液相色谱-串联质谱法测定生物样本全基因组DNA甲基化

建立了基于液相色谱-电喷雾串联质谱的分析方法,对生物样本中全基因组DNA甲基化水平进行定量测定.首先将DNA从生物样本中提取出来,将DNA片段酶解为单核苷,利用液相色谱-串联质谱测定胞嘧啶核苷和5-甲基胞嘧啶核苷的含量,从而计算出其全基因组DNA甲基化率.利用该法研究了暴露于全氟辛烷磺酸的L-02细胞、10例原发性肝癌病例血浆样本和10例对照血浆样本的全基因组DNA甲基化水平,得出了它们的总甲基化率变化的初步结果.本方法操作简单,具有很高的灵敏度和稳定性,为研究生物样本,尤其是临床上易得但DNA含量极低的血浆样本的总甲基化水平提供了思路.     

Quantification of 5-methylcytosine, 5-hydroxymethylcytosine and 5-carboxylcytosine from the blood of cancer patients by an enzyme-based immunoassay

Background

Genome-wide aberrations of the classic epigenetic modification 5-methylcytosine (5mC), considered the hallmark of gene silencing, has been implicated to play a pivotal role in mediating carcinogenic transformation of healthy cells. Recently, three epigenetic marks derived from enzymatic oxidization of 5mC namely 5-hydroxymethylcytosine (5hmC), 5-formylcytosine (5fC) and 5-carboxylcytosine (5caC), have been discovered in the mammalian genome. Growing evidence suggests that these novel bases possess unique regulatory functions and may play critical roles in carcinogenesis.

Methods

To provide a quantitative basis for these rare epigenetic marks, we have designed a biotin–avidin mediated enzyme-based immunoassay (EIA) and evaluated its performance in genomic DNA isolated from blood of patients diagnosed with metastatic forms of lung, pancreatic and bladder cancer, as well as healthy controls. The proposed EIA incorporates spatially optimized biotinylated antibody and a high degree of horseradish-peroxidase (HRP) labeled streptavidin, facilitating signal amplification and sensitive detection.

Results

We report that the percentages of 5mC, 5hmC and 5caC present in the genomic DNA of blood in healthy controls as 1.025 ± 0.081, 0.023 ± 0.006 and 0.001 ± 0.0002, respectively. We observed a significant (p < 0.05) decrease in the mean global percentage of 5hmC in blood of patients with malignant lung cancer (0.013 ± 0.003%) in comparison to healthy controls.

Conclusion

The precise biological roles of these epigenetic modifications in cancers are still unknown but in the past two years it has become evident that the global 5hmC content is drastically reduced in a variety of cancers. To the best of our knowledge, this is the first report of decreased 5hmC content in the blood of metastatic lung cancer patients and the clinical utility of this observation needs to be further validated in larger sample datasets.     

两阶段晶化合成复合分子筛

采用低温与高温相结合的两阶段晶化方式合成了一系列ZSM-5(core)/SAPO-5(shell)双结构分子筛, 研究了合成条件对核壳结构分子筛的形成及性质的影响, 并采用X射线衍射、扫描电镜、X射线能量散射谱、红外光谱及N₂静态吸附等手段对样品进行表征. 实验结果表明, 与直接高温晶化相比, 两阶段晶化方式在短晶化时间内合成的复合材料中SAPO-5的结晶度较低, 而合成纯SAPO-5分子筛的结晶度却明显较高; 两阶段晶化的方式能适当促进核壳结构型复合分子筛的形成, 减少SAPO-5的独立生长.     

CoAPO-5和MnAPO-5分子筛的合成、表征及在环己烷选择氧化反应中的应用

合成一系列具有不同质量分数Co、Mn的磷铝分子筛CoAPO 5和MnAPO 5；通过X 衍射、扫描电镜、氮气物理吸附、热重分析以及紫外可见漫反射光谱等技术对分子筛的结构、形貌以及Co、Mn原子在分子筛骨架中的存在状态进行了表征；考察了氧气作氧化剂时分子筛在环己烷低温液相氧化反应中的催化性能。结果表明，所合成的CoAPO 5和MnAPO 5具有典型的AlPO4 5分子筛结构，金属Me/P比小于0.1时，分子筛结晶度较高。金属的种类、价态、质量分数及存在形式决定了模板剂与分子筛骨架作用的强度及方式，而有机模板剂的脱附、燃烧温度与这种作用密切相关；部分模板剂需在高温下脱除，说明分子筛骨架与模板剂之间存在着强相互作用。在CoAPO 5和MnAPO 5分子筛的骨架结构中，存在四配位的Co(II)和Mn(II)，经过焙烧可以部分氧化为Co(III)和Mn(III)，说明在焙烧样中存在着氧化还原活性中心。对于环己烷选择氧化反应，CoAPO 5和MnAPO 5分子筛都具有适中的催化活性，氧化反应产物分布均随反应时间而变化。虽然MnAPO 5的催化活性比CoAPO 5高，但其深度氧化能力也较强；采用MnAPO 5为催化剂，环己烷氧化反应的环己酮选择性及深度氧化产物的量都较高。同时，骨架Co质量分数对环己烷氧化反应活性具有显著影响，Co/P比为0.05的CoAPO 5分子筛催化活性最高，130℃反应24h，主要目的产物环己醇和环己酮的选择性可达88.5%。     

超大孔磷酸铝分子筛的合成及性能

1988年Davis等首次报道了以二正丙胺和四丁基氢氧化铵为结构导向剂合成出一种命名为VPI-5的新型磷酸铝超大孔分子筛。它是一族具有相同三维拓朴学骨架的磷酸铝系分子筛,该结构的对称性属六方晶系,P6_3cm空间群,单位晶胞由36个TO_2组成,晶胞参数α=1.8989nm,c=0.8112nm,其主孔道由18员环构成,孔直径约为1.2-1.3nm。     

分步晶化法合成ZSM-5/SAPO-5复合材料

通过分步晶化水热处理的方式合成了ZSM-5/SAPO-5复合材料。研究了两种分子筛凝胶的混合方式、调节ZSM-5母液的酸类型、SAPO-5凝胶组成以及晶化时间对复合材料形成的影响。实验结果表明,简单将两种分子筛的合成凝胶混合不能得到复合材料。采用H₂SO₄调节ZSM-5合成母液的pH值,在ZSM-5与SAPO-5理论质量比为3.5、SAPO-5凝胶中P₂O₅与Al₂O₃摩尔比为1.2的条件下可以得到ZSM-5/SAPO-5复合材料。但样品中含有少量无定形物质,这些无定形通过延长晶化时间并不能完全消除。     

DNA中醛基嘧啶的化学检测

基因组DNA除A、G、T、C四大经典碱基外,还存在上百种稀有碱基。其中,醛基嘧啶(5-醛基胞嘧啶和5-醛基尿嘧啶)是DNA中天然存在的嘧啶类修饰碱基,在哺乳动物细胞中广泛分布。5-醛基胞嘧啶除参与DNA主动去甲基化过程外,还具备独立的表观遗传功能;而5-醛基尿嘧啶通常被认为是一种基因毒性很高的DNA氧化损伤。根据醛基嘧啶的特征结构,有针对性地开发准确、灵敏和简便的检测方法,从全基因组范围内对他们进行定性、定量和区域定位,是进一步明确这类碱基修饰物调控机制的基础和前提。本文从选择性化学标记的角度总结了近年来醛基嘧啶检测方法的研究进展。     

Preparation and Characterization of Dioxotungsten (VI) Complexes of Schiff Bases Derived from Salicylaldehydes and O-Aminothiophenol

Several dioxotungsten(VI) complexes of the type WO₂L and WO₂L.X (where LH₂ = Schiff base derived from o-aminothiophenol and salcylaldehyde, 5-chlorosalicylaldehyde, 5-bromosalicylaldehyde, and X = dimethyl formamide, dimethyl sulfoxide or pyridine) have been prepared and characterized by elemental analysis, electrical conductance, magnetic and spectral measurements. These complexes are non-electrolyte, diamagnetic, six-coordinated and possess an octahedral geometry.     

Effect of the different modifications of A1PO-5 molecular sieve on its acidity and catalytic properties in methanol conversion to hydrocarbons

An AlPO-5 molecular sieve has been isomorphously substituted by one (Co or Si) or two (Co and Si) elements and studied in the catalytic conversion of methanol to hydrocarbons. The effect of different modifications on both acidity and catalytic behavior of this material was established and further discussed.     

Vacuum Ultraviolet Photoionization and Dissociative Photoionization of Capecitabine, 50-Deoxy-5-'uorocytidine,and 50-Deoxy-5-'uorouridine

Vacuum ultraviolet (VUV) photoionization and dissociative photoionization of capecitabine and its metabolites, 5'-deoxy-5-fluorocytidine (5'-DFCR) and 50-deoxy-5- fluorouridine (5'-DFUR), were investigated with infrared laser desorption/tunable synchrotron VUV pho-toionization mass spectrometry. Molecular ions (M+) with small amounts of fragments can be found for these compounds at relatively low photon energies, while more fragment ions would be produced by increasing the photon energies. (M-H₂O)⁺, (base+H)⁺, (base+2H)⁺,(base+30)⁺, (base+60)⁺, and sugar moiety were proposed for these nucleoside drugs with similar backbones. Decomposition channels for the major fragments were discussed in de-tail. Moreover, ab initio calculations were introduced to study the dehydration pathways of three fluoro-nucleosides. Corresponding appearance energies for the (M-H₂O)⁺ ions were computed.