圆二色谱法研究碱基错配对G-quadruplex稳定性的影响

通过将参与形成四链结构G-quadruplex的G(鸟嘌呤)碱基分别替换为T(胸腺嘧啶),C(胞嘧啶)和A(腺嘌呤),用圆二色光谱系统地研究了不同位置的G对G-quadruplex结构稳定性的贡献.结果表明,(1)替换G-quadruplex结构中间层的G对其稳定性的影响最大;(2)该序列及其错配序列大多数情况下在钾离子溶液中比钠离子溶液中稳定;(3)某些特定位置的G被替换为C或A后序列的熔点与原始序列接近甚至高于原始序列.     

人类端粒DNA的分子识别及其作用机制探讨

核酸中富含短的G-碱基重复的序列可以形成一种复杂的高级结构,称为G-四链体（G-quadruplex）.在基因组中,借助生物信息学发现这类富G序列广泛分布在基因的启动子区,特别是那些参与到复制中去的基因,例如癌基因.同时发现这类序列在mRNA的5′非翻译区（5′UTR）也广泛存在.这类序列在染色体末段端粒部位的存在及功能已得到充分阐明.已知端粒富含G-碱基序列,其3′末端以单链状态存在,这使得在一些小分子的选择性作用下端粒序列很容易形成G-四链体结构,进而破坏端粒结构,影响端粒酶活性.已知端粒酶在超过85%的肿瘤中过量表达,因此,端粒酶已经成为抗癌药物设计的特殊靶点,是目前本领域的研究热点之一.已发现系列配体通过有效抑制端粒酶而表现高的抗肿瘤活性.本文主要综述了近年来端粒G-四链体分子识别及其药物靶向的最新进展,并对其作用机理做了进一步的分析和探讨.     

基于杂交链式反应信号放大和磁分离技术荧光检测端粒酶活性

端粒酶是由RNA和蛋白质组成的一种核糖核蛋白酶, 它一般在癌细胞中被激活. 它与端粒DNA的不断复制以及癌细胞的不断增殖密切相关. 所以检测端粒酶的活性对癌症的早期诊断以及以端粒酶为靶标分子的抗癌药物的开发具有重要意义. 利用杂交链式反应(HCR)无酶放大检测信号, 建立了一种简单、快速的端粒酶活性检测方法. 端粒酶延伸产物是一条末端具有(ggttag)_n重复序列的DNA. 在实验过程中, 通过链霉亲合素与生物素的特异性作用将端粒酶延伸产物连接在磁性微球上. 设计一条端粒酶延伸产物特异性的DNA探针I作为杂交链式反应的引发探针. DNA探针I的3'-端与端粒酶延伸产物的重复序列匹配, 通过杂交, DNA探针I被固定在磁球上; DNA探针I的5'-端引发DNA探针II和探针III发生杂交链式反应. DNA探针II和探针III上都标记有荧光基团, 可以利用荧光直接进行信号检测. 在反应过程中, 通过磁分离去除多余未反应的三种DNA探针. 在优化条件下, 可以检测到1.0×10⁵个Hela细胞中的端粒酶活性. 该方法简单、快速、检测成本低, 分析全程无酶参与, 在肿瘤或癌症的临床诊断以及以端粒酶为靶标分子的抗癌药物的筛选上具有广阔的应用前景.     

盐酸阿霉素与人端粒DNA相互作用的电化学研究

建立了石墨烯修饰玻碳电极上研究盐酸阿霉素(DOX)与人端粒DNA相互作用的电化学方法。实验发现,在p H 6.0 PBS缓冲溶液中,DOX在-0.585 V和-0.638 V处有1对氧化还原峰,氧化峰电流与DOX的浓度在0.03~0.8μmol/L和0.8~10μmol/L范围内分段呈良好的线性关系,检出限(S/N=3)为0.01μmol/L。对0.5μmol/L的DOX进行11次平行测定,相对标准偏差为3.5%。将不同浓度的人端粒DNA加入DOX,DOX的氧化峰电流明显降低,且紫外光谱有蓝移增色效应,表明二者发生了相互作用,结合比为1∶1,结合常数为1.11×103L/mol。     

基于磁性微球的无标记化学发光端粒传感新技术

近年来无标记型DNA传感技术的研究已成为病原基因测定和基因疾病诊断等领域新的研究热点之一. 基于磁性微球分离和富集的方法, 建立了一种新型的无标记化学发光检测技术, 并成功地应用于特定序列DNA——端粒的检测. 首先采用dT₂₀修饰的磁性微球, 与连接有dA₂₀的捕获探针DNA杂交, 然后再与端粒进行第二步杂交反应. 磁性分离洗涤后, 利用端粒中富含的G碱基与3,4,5-三甲氧基苯乙二醛反应产生特异性化学发光, 从而实现特定序列 DNA——端粒的无标记检测. 实验结果表明: 该法具有操作简便、分析快速、灵敏度高、专属性好等特点. 目标DNA浓度在5×10^－9～1×10^－7 mol/L浓度范围内具有良好的线性关系, 相关系数为0.9918.     

电喷雾质谱法研究天然产物小分子识别人类端粒G-四链体及复合物的热稳定性

利用电喷雾质谱(ESI-MS)研究了12种天然产物小分子与人类端粒G-四链体结构的非共价相互作用和识别功能, 比较了不同小分子与人类端粒G-四链体的结合强弱, 发现了一种新的识别小分子——防己诺林碱对人类端粒G-四链体有很好的结合. 通过质谱升温实验比较了小分子结合对G-四链体热稳定性的影响, 防己诺林碱的结合使G-四链体的离子的解离温度(T1/2)上升到200 ℃. 利用分子模拟对G-四链体DNA与小分子结合的模式以及稳定性进行了探讨, 给出了防己诺林碱可能的结合位点和结合模式, Autodock计算出来的结合能约为-31.5 kJ·mol-1. 同原来的平面型分子不同, 防己诺林碱是一类新型结构的分子, 为设计合成新型G-四链体识别分子提供了新的结构模型.     

卟啉衍生物作为G-四链体DNA结合剂的研究进展

综述了卟啉衍生物作为G-四链体DNA结合剂的研究进展,其中涉及该类化合物作为G-四链体DNA结合剂的设计合成、亲和能力以及端粒酶抑制活性.     

新型香豆素二氢吡唑硫代乙酮衍生物的合成及其抗肿瘤活性

以3-乙酰基-6-香豆素为起始原料,设计并合成了一系列新型香豆素二氢吡唑硫代乙酮衍生物(6a~6g),其结构经1H NMR和元素分析表征。初步体外生物活性测定结果表明:丁硫基乙酰三氟甲基苯基香豆素二氢吡唑(6a)和丙硫基乙酰苯基香豆素二氢吡唑(6f)对癌细胞SGC-7901,MGC-803,Bcap-37和HepG-2具有较高的抑制增殖活性。用改进的TRAP法测试了6a,6e和6f的端粒酶活性,其中6f具有很强的抑制活性,其IC50为(1.27±0.18)μM。