端粒酶活性检测研究进展

端粒酶活性检测方法经过近30年的不断改革与发展,取得了巨大突破。该文重点综述了近3年的端粒酶活性检测方法,其中包括化学反应发光法、电化学法、荧光分析法、比色法等,旨在更加全面地了解目前端粒酶活性检测的研究进展,为设计新的端粒酶活性检测方法和克服端粒酶活性检测方法在临床试验中的挑战提供思路。     

高选择性端粒G-四链体稳定性配体:9-O-多胺取代小檗碱衍生物的合成及活性评价

设计合成了3个多胺取代的小檗碱衍生物5a~5c, 并利用圆二色(CD)光谱、 荧光共振能量转移(FRET)熔点实验、 荧光光谱和聚合酶链反应(PCR)终止实验等手段研究了小檗碱衍生物5a~5c与端粒DNA的相互作用. 结果表明, 小檗碱衍生物5a~5c可以诱导端粒DNA序列形成反平行结构G-四链体, 显著地提高了端粒G-四链体的稳定性, 有效地抑制了端粒的扩增; 而与双链DNA的相互作用则很小, 是高选择性的端粒G-四链体配体.     

人体端粒中(3+1)混合结构G-四链体稳定性的分子动力学模拟

利用分子动力学模拟方法, 考察了人体端粒中(3+1)混合结构G-四链体的结构及稳定性问题. 讨论了配位K+离子、药物分子(端粒抑素)和溶剂水分子对G-四链体的Hoogsteen氢键结构、π-π堆积作用的影响. 研究表明, K+离子与鸟嘌呤碱基上O6原子的配位作用减弱了对角鸟嘌呤间O6-O6的静电排斥作用, 使得相邻的四个鸟嘌呤能够以Hoogsteen氢键结合的方式形成具有近平面结构的稳定G-四平面. 另一方面, G-四平面间、G-四平面与药物分子间的π-π堆积作用降低了G-四链体复合物的总能, 有利于其稳定存在. 此外, 溶剂水分子主要分布在G-四链体的TTA环、骨架和糖环的周围, 使其位移涨落增大; 然而, 在3 ns动力学模拟中, 由于水分子没有进入到G-四链体的空腔中, 溶剂水对G-四平面的结构影响不明显.     

G-四链体DNA稳定剂的研究进展

人体端粒由富含鸟嘌呤(G)的DNA重复序列组成,该序列在一定的条件下可以形成G-四链体DNA的结构.小分子化合物诱导该结构的形成并使之稳定,不但可以抑制端粒酶的活性或降低癌基因的转录表达而达到抗肿瘤的目的,还可以作为G-四链体DNA的探针,辅助G-四链体DNA生物功能的研究及与之相关疾病的诊断.因此,G-四链体DNA稳定剂的设计是近年来化学生物学的重要前沿领域之一.到目前为止,G-四链体DNA稳定剂主要可分为有机小分子化合物和金属配合物.本文重点综述这两方面特别是后者的最新研究进展.     

Detection of telomerase activity by combination of telomeric repeat amplification protocol and electrochemiluminescence assay

A highly sensitive telomerase detection method that combines telomeric repeat amplification protocol （TRAP） and magnetic beads based electrochemiluminescence （ECL） assay has been developed. Briefly, telomerase recognizes biotinylated telomerase synthesis primer （B-TS） and synthesizes extension products, which then serve as the templates for PCR amplification using B-TS as the forward primer and tris-（2′2′-bipyridyl） ruthenium （TBR） labeled ACX （TBR-ACX） as the reversed primer. The amplified product is captured on streptavidin-coated paramagnetic beads and detected by ECL. Telomerase positive HeLa cells were used to validate the feasibility of the method. The experimental results showed down to 10 cancer cells can be detected easily. The method is a useful tool for telomerase activity analysis due to its sensitivity, rapidity, safety, high throughput, and low cost. It can be used for screening a large amount of clinical samples.     

旁侧序列对端粒DNA G-quadruplex热稳定性和折叠与去折叠动力学的影响

从热力学和动力学两个方面研究了旁侧序列对人端粒核心序列G3（T2AG3）3在钠离子溶液中所形成的Cr-quadruplex结构的影响．紫外吸收熔解实验表明G3（T2AG3）3一侧或两侧加上6个胸腺嘧啶核苷酸序列（T6）会明显降低G-quadruplex的相变温度（Tm）．在3′端加上T6时Tm降低约5℃，在5′端加上T6时Tm降低约10℃，两侧同时加上T6时L降低16℃．采用表面等离子体共振（surface plasmon resonance，SPR）测定G-quadruplex折叠和去折叠动力学的结果表明旁侧序列的加入同时降低了折叠和去折叠的速率常数（kf，ku），使折叠平衡常数（KF）由9．01降至7．44．上述结果表明旁侧序列的存在降低了G-quadruplex结构的稳定性．     

(3+1)机制形成端粒四联体并环结构的电化学研究

本文用电化学方法对(3+1)机制形成的"四联体并环结构"的现象进行了研究.通过紫外可见光谱法,计时库仑法和差分脉冲单扫描法对形成条件进行了优化,通过循环伏安法验证了四联体结构的形成,并得到了它的直接电化学信号.实验发现该结构对微量过氧化氢不稳定,进一步通过光谱实验证明并分析了原因.本文对该机制参与端粒环形成的假说进行了...     

HeLa细胞端粒DNA与核骨架的特异性结合

本文首先应用电子能量损失谱成像技术通过对磷元素的分析,直观地显示核酸与HeLa细胞核骨架纤维的结合;再用~3H-Thymidine掺入实验说明有一部分DNA紧密结合在核骨架上;继而用Dot和Southern分子杂交分析证明染色体端粒DNA特异地与核骨架紧密结合;最后采用DNA与蛋白质的体外吸附杂交实验进一步说明端粒DNA序列与Lamin B,波形蛋白(Vimentin)以及某些核骨架蛋白质有较高的亲和性。从而逻辑地推测HeLa细胞核骨架,Lamina参与染色体的空间排布及其行为。     

紫玉兰素A与人端粒G-四链体相互作用的光谱学研究,第一个木脂素类衍生物与G-四链体相互作用

人端粒G-四链体结构是指端粒末端富含鸟嘌呤(G)的DNA序列在一价阳离子(如K+和Na+)诱导下通过G碱基间Hoogsteen氢键连接形成的DNA二级结构.能够稳定端粒G-四链体的配体通常为端粒酶抑制剂,其可能成为抗肿瘤药物.应用CD,FRET,NMR光谱方法第一次较全面地研究了一种木脂素衍生物,紫玉兰素A (liliflorin A)与人端粒序列dGGG (TTAG(G)3G-四链体HTG21的相互作用,采用分子对接技术进一步研究紫玉兰素A与人端粒序列dTAGGG(TIAGC)3 G-四链体HTG23的结合位点.CD实验数据表明紫玉兰素A提高HTG21解链温度,FRET实验测得4.0μmol·L-1紫玉兰素A可以将HTG21稳定温度提高3.2℃.NMR实验结果表明,加入紫玉兰素A三小时后HTG21核磁谱图出现明显变化.分子对接结果表明紫玉兰素A结合到HTG23较宽沟槽上,结合位点为G9,G10,G16和G17.紫玉兰素A是第一个能够选择性稳定人端粒G四链体HTG21的木脂素类衍生物配体.实验结果为以人端粒G-四链体为靶点的抗肿瘤药物设计提供了新型候选化合物.