烷基修饰寡聚脱氧核苷酸磷酸残基的化学合成及稳定性研究

分别采用格氏试剂和三氯化磷三步取代法合成了4个新的烷基修饰磷酸残基的亚磷酸酰胺单体, 其结构经1H NMR和31P NMR表征. 利用这些单体合成模型序列5'-dTTTx TT-3', 考察了单体及寡聚核苷酸序列在DNA/RNA合成条件下的稳定性, 提出了固相合成含有烷基修饰磷酸残基的寡聚核苷酸序列裂解及脱保护条件.     

寡聚核苷酸/单链阳离子表面活性剂囊泡与沉淀共存(英文)

DNA(包括寡聚核苷酸)和阳离子表面活性剂可形成难溶复合物.本文通过浊度测试和透射电子显微镜观察,发现单链阳离子表面活性剂可以诱使寡聚核苷酸/单链阳离子表面活性剂沉淀转变成为寡聚核苷酸/单链阳离子表面活性剂囊泡,且寡聚核苷酸/单链阳离子表面活性剂囊泡可以与寡聚核苷酸/单链阳离子表面活性剂沉淀共存.在寡聚核苷酸/单链阳离子表面活性剂沉淀向囊泡的转变过程中,表面活性剂和沉淀之间的疏水作用力发挥了重要作用.此外,当体系温度达到寡聚核苷酸开始融解的温度后,寡聚核苷酸/单链阳离子表面活性剂体系更容易形成囊泡.因此,寡聚核苷酸的链越伸展,越易于寡聚核苷酸/单链阳离子表面活性剂囊泡的生成.据我们所知,有关寡聚核苷酸/阳离子表面活性剂囊泡的报道尚不多见.因此,考虑到DNA(包括寡聚核苷酸)/两亲分子体系在医学、生物学、药学和化学中的重要性,该研究应该有助于我们进一步了解该体系并对其进行更合理有效的应用.     

硫代磷酸酯寡聚核苷酸的立体控制合成研究进展

硫代磷酸酯(PS)修饰的寡聚核苷酸被广泛应用于生物化学机制研究、生物医药和新材料等领域.硫代磷酸酯中心P原子的立体构型对于PS核酸的生化性质具有显著影响.因此,高效、高立体选择性地合成PS寡聚核苷酸在过去的30年中引起了广泛的关注.本文分类归纳了制备立体纯PS寡聚核苷酸的方法,重点总结了近10年来基于立体纯单体和手性催化剂进行立体控制合成PS寡聚核苷酸的重要进展,对不同合成方法的优缺点进行了对比分析,最后对立体纯PS寡聚核苷酸合成的前景进行了展望.     

利用侧链修饰寡聚DNA组装CdS有序纳米结构

由于 DNA分子具有特殊的结构和碱基配对特性 ,人们已经意识到利用 DNA分子将无机纳米粒子 (量子点 )组装成各种不同的有序纳米结构的可行性 [1～ 5] .如 Mirkin等 [6 ,7]利用端基修饰的寡聚 DNA将金纳米粒子组装成有序的六方堆积的层状结构 .Alivisatos等 [8]利用单链 DNA为模板 ,通过在 3′和5′端修饰巯基的互补 DNA将两个或三个金纳米粒子连接起来形成“人造分子”.本文中我们首次报道通过在侧链 ( 5′端 C1和 C2之间的磷酸根 )上修饰巯基的寡聚胞嘧啶 ( Oligo C10 - SH )和寡聚鸟嘌呤( Oligo G10 - SH)复性过程将 Cd S纳米…     

基于硫化镉纳米团簇标记DNA电化学传感的研究

合成了表面具有自由羧基的硫化镉纳米团簇，以乙基-（3-二甲基丙基）碳二 亚胺盐酸盐为偶联活化剂，将其标记于人工合成的5'端氨基修饰的寡聚核苷酸片段 上，制备成CdS纳米团簇标记DNA探针，该寡聚核苷酸片段与大肠杆菌肠毒素基因相 关。在一定的条件下，使基与固定晨玻碳电极表面的待测DNA序列进行杂交反应， 利用阳极溶出示差脉冲伏安法（ASDPV）间接测定Cd的量，实现对互补、非互补 DNA片段的识别和电化学检测，从而对大肠杆菌肠毒素基因片段识别和检测。     

柔红霉素与DNA作用的序列特异性研究

采用紫外-可见光谱法和紫外-可见光谱电化学法研究了柔红霉素(DNR)与不同寡聚核苷酸之间的相互作用.结果表明,DNR优先作用于寡聚核苷酸的CpG位点,然后是ApG和ApC.因为DNR可与鸟嘌呤之间形成3个氢键.与双链寡聚核苷酸作用时,DNR最先插入的位点是(CpG)₂碱基对之间,其次是(TpG)(CpA)和(GpC)(ApC)碱基对之间.当DNR与存在未配对G碱基的DNA链作用时,因游离的DNR量增加使其电化学活性增加,导致DNA构象和构型的变化,使DNA生理功能受到损伤,DNA碱基增色效应显著上升.此法可用于G碱基未配对DNA链的检测.     

抗肿瘤双特异免疫导向治疗制剂CAtin的表达及活性分析

结合生物信息学方法与已知癌胚抗原(Carcinoembryonic antigen, CEA)特异性单链抗体(Single chain Fv fragment, scFv)核苷酸序列, 经分子设计和密码子优化后, 通过化学方法合成CEA二硫键稳定性单链抗体(Disulfide stabilized single chain Fv fragments, scdsFv)基因片段. 将凋亡素基因(Apoptin)通过一段柔性连接肽(Linker)连接在CEA scdsFv基因下游, 并克隆入大肠杆菌表达载体质粒pET28a, 转化BL21感受态菌后经异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(Isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside, IPTG)诱导, 表达融合蛋白CAtin. SDS-PAGE和Western-Blot分析表明, 目的蛋白得到良好表达, 经条件优化后表达量最高可达44.1 mg/L. 融合蛋白经分步洗涤法和谷胱甘肽对表达的目的蛋白进行初步纯化和复性后, 利用人肝癌细胞(HCC)对所制备融合蛋白进行亲和力测定、细胞结合活性测定和特异性细胞杀伤活性分析. 结果显示, 所制备融合蛋白不仅能够有效地与上述肿瘤细胞结合, 并对其具有明显的杀伤活性, 表明成功制备了具有特异性识别和特异性杀伤活性的双特异抗肿瘤免疫导向制剂.     

基于纳米金修饰的两种无汞型重金属微传感器的对比研究

采用微加工技术制备了集成有工作电极和对电极的两种重金属微传感电极芯片,工作电极表面采用电沉积法修饰纳米金(Gold nanoparticles,GNPs),由半胱氨酸(L-cysteine,Cys)和天冬氨酸(L-aspartic acid,Asp)修饰制备Asp/Cys/GNPs/微传感电极芯片,并利用原位镀锡膜(Sn film)的方法,制成Sn/GNPs/微传感电极芯片。采用方波伏安法和方波溶出伏安法考察了两种微传感电极芯片对重金属离子Cu2+,Pb2+和Zn2+的响应特性。Asp/Cys/GNPs/微传感电极芯片可有效识别Cu2+和Pb2+,线性范围为5～2000μg/L,检出限为1μg/L;Sn/GNPs/微传感电极芯片可有效识别Cu2+,Pb2+和Zn2+,线性检测范围分别为5～500μg/L,5～500μg/L和10～500μg/L,检出限分别为2,3和5μg/L。相比而言,Asp/Cys/GNPs/微传感电极芯片具有较宽的检测范围,而Sn/AuNPs/微传感电极芯片具有较高的灵敏度,两种传感器绿色环保、制备简单、更新简便、易于集成,在水质在线监测方面具有应用前景。     

酵母丙氨酸tRNA类似物的合成及其生物活力的测定

在体外系统中,T 7-RNA聚合酶转录编码酵母丙氨酸tRNA及其半分子的DNA,获得不含修饰核苷酸的酵母丙氨酸tRNA及其5’半分子(1-35位核苷酸)和3'半分子(37-75位核苷酸).在T4-RNA连接酶的催化下,不含修饰核苷酸的5'半分子(1-35位核苷酸)和3'半分子(37-75位核苷酸)分别与天然的3'半分子(36-75位核苷酸)和5'半分子(1-36位核苷酸)连接成tRNA类似物.用以上方法得到了酵母丙氨酸tRNA的3个类似物:(1)tRNA的5'半分子不含修饰核苷酸;(2)tRNA的3'半分子不含修饰核苷酸;(3)整个tRNA分子不含有修饰核苷酸.在鼠肝氨酰tRNA合成酶系统中测定tRNA接受丙氨酸的活力,在兔网质无细胞蛋白质合成系统中测定tRNA将丙氨酸参入蛋白质的活力.结果是:5'半分子不含修饰核苷酸者,其接受丙氨酸的活力降低52％,而参入丙氨酸的活力基本不变;3'半分子不含修饰核苷酸者,其接受丙氨酸的活力降低79％,参入活力降低57％;整个分子不含修饰核苷酸者接受丙氨酸的活力降低85％,参入活力降低47％.这些结果说明修饰核苷酸,尤其是3'半分子的修饰核苷酸与tRNA的接受活力和参入活力间有密切的关系.     

用二维核磁共振研究[Co(phen)2(HNAIP)]Cl3配合物与错配及正常寡聚核苷酸的作用

为了开发能识别正常与错配核酸的探针, 首次合成了[Co(phen)₂(HNAIP)]Cl₃金属配合物, 并利用二维核磁研究了此配合物与错配d(CCGAATGAGG)₂及正常d(CCTAATTAGG)₂寡聚核苷酸的相互作用, 首次发现, [Co(phen)₂(HNAIP)]Cl₃是从“大沟”插入到错配碱基对G₃A₄和G₇A₈之间, 能够很好地识别G:A错配; 而[Co(phen)₂(HNAIP)]Cl₃与正常的寡聚核苷酸的作用, 则是从小沟插入, 即[Co(phen)₂(HNAIP)]Cl₃与错配和正常寡聚核苷酸在不同位置及不同沟槽存在明显的插入式结合、并且有明显的差异, 这就有可能被用来作为识别正常与错配寡聚核苷酸的探针.     

DNA寡聚核苷酸链和免修饰纳米粒子体系的分析应用研究

DNA寡聚核苷酸链和免修饰纳米粒子体系越来越多地应用于分析化学中.其中,基于DNA寡聚核苷酸链和金纳米粒子(AuNPs)所构建的比色传感器引起了诸多研究兴趣.在这些体系中,DNA作为识别单元,不仅可以识别其互补链,而且可以识别一系列的目标物.金纳米粒子作为感应单元,具有依赖于粒子间距离的独特光学性质.依据这一原理,我们发展了一种简便的基于DNA和免修饰金纳米粒子检测Hg~(2+)的方法,主要利用单双链DNA与AuNPs间的不同作用和T-Hg~(2+)-T碱基配对理论,通过改变DNA双链中的T-T错配碱基数目,调控了传感器对Hg~(2+)检测范围.     

寡聚脱氧核苷酸吸附状态随电位的变化

利用原位电化学及表面增强拉曼散射（SERS）光谱方法对寡聚脱氧核苷酸（26-mers ODN和13-mers ODN）在银电极表面上的吸附状态进行了研究. 实验表明, 单链寡聚脱氧核苷酸在银电极上有很好的SERS光谱,单链寡聚脱氧核苷酸在银表面上主要以碱基腺嘌呤（A）为吸附点,吸附状态随电位变化而变化, 链长较短的寡聚脱氧核苷酸在银电极表面的吸附态对电位变化较敏感.     

碳纳米管修饰金电极检测特定序列DNA

利用化学偶联法将末端修饰氨基的寡聚核苷酸固定在表面修饰有羧基化碳纳米管(CNTs-COOH)的金电极表面, 制备新型核酸探针, 可以特异性结合目标单链寡聚核苷酸. 以阿霉素作为嵌合指示剂, 利用示差脉冲法测定杂交的结果. 经过实验条件的优化, 测定DNA浓度在1.0×10^－6～1.0×10^－9 mol/L呈良好的线性关系. 检测限为: 2.54×10^－10 mol/L. 碳纳米管特有的纳米结构对检测结果的放大作用, 提高了该传感器的检测限和灵敏度.     

盐酸小檗碱与DNA作用的序列特异性研究

基于分子吸收和发射测量,研究了盐酸小檗碱与特定序列DNA间的相互作用.结果发现双链DNA中含有不配对 G 碱基时,其与盐酸小檗碱作用后产生的光谱特征将明显不同于完全互补的双链DNA.该特征可被用于检测1个错配碱基的双链DNA.利用 Hyperchem Professional 软件包计算了4种寡聚核苷酸的电荷分布情况,并在此基础上进一步探讨了盐酸小檗碱与寡聚核苷酸之间的作用机理.     

基于石墨烯/DNA/纳米金的无酶葡萄糖传感器研究

本文利用电解剥离法制得石墨烯/DNA复合材料,通过化学还原法将纳米金颗粒固定在石墨烯/DNA复合材料表面制得石墨烯/DNA/纳米金(Gr/DNA/GNPs)复合材料,最终构建了一种基于Gr/DNA/GNPs修饰电极的无酶葡萄糖生物传感器。通过循环伏安法考察了不同修饰电极在碱性葡萄糖溶液中的电化学行为,并探讨了溶液中OH-离子强度、扫描电位范围及Gr/DNA/GNPs修饰量对传感器响应特性的影响。在优化实验条件下,采用循环伏安法检测葡萄糖的线性范围为8.0×10-5~5.0×10-2mol·L-1,检出限为1.2×10-5mol·L-1(S/N=3)。对2.0×10-3mol·L-1的葡萄糖平行测定5次,其相对标准偏差为3.2%。实验结果表明该传感器具有较高的灵敏度、较好的重现性、稳定性及抗干扰能力。本方法可成功用于人血清样品中葡萄糖含量的测定,回收率为97.4%~102.8%。     

功能化硅壳荧光纳米粒的细胞吞噬研究

合成了氨基聚酰胺-胺(PAMAM(G1.0))和酯基(PAMAM(G1.5))功能化的两种硅壳荧光纳米粒,通过透射电镜(TEM)、纳米粒度及动电位测定仪(zeta电势)、傅立叶红外光谱仪(FTIR)和热失重分析仪(TGA)进行表征;通过透射电镜(TEM)、共聚焦显微镜(CLSM)、细胞计数试剂盒(CCK-8)实验、流式细胞计数法评价两种硅壳荧光纳米粒进入9L细胞能力的大小、在细胞内的分布情况以及细胞毒性.TEM分析表明,修饰的硅壳纳米粒大小约为60 nm左右,pH=7.4,氨基功能化的纳米粒zeta电势为+19.08,酯基功能化的为-9.01;FTIR和TGA实验进一步证明两种纳米粒被氨基和酯基的功能化.TEM和CLSM结果表明纳米粒主要存在细胞浆中,且能被溶酶体吞噬.CCK-8结果显示两种纳米粒的浓度高达1 mg/mL时仍无明显的毒性作用,且有促细胞增殖作用.流式细胞计数结果表明,细胞摄取纳米粒呈浓度和时间依赖性,氨基比酯基修饰的纳米粒更易进入细胞.     

胰泌素基因的化学合成和克隆

本文报道的内容为胰泌素基因的化学合成和克隆。胰泌素为一由2了个氨基酸组成的肠胃道多肽激素,该多肽合成基因的顺序由计算机辅助设计,共216个核苷酸碱基;合成基因选用酵母细胞偏爱的密码子,并在其中设置了一些便于今后用于基因改造、表达调控和产物分离所需的位点,排除了可能影响酶促连接反应的各种重复顺序;用化学法(固相磷酸三酯法和固相亚磷酸三酯法)合成了12个基因片段,长度为12寡聚核苷酸至24寡聚核苷酸,聚丙烯酰胺凝胶电泳分离纯化合成产物;利用T_4DNA连接酶组建完整的胰泌素基因,克隆于pWR 13质粒中,构建了一个含胰泌素基因的新质粒pWS 1。     

Aerolysin纳米孔核酸检测灵敏区域的协同相互作用探索研究

纳米孔单分子检测技术以其简便、快速、高通量及无需标记等特点, 应用于DNA及蛋白质测序, 更有望实现单分子动态构象变化的研究. Aerolysin(气单胞菌溶素)纳米孔道由于其特有的较长的β-桶限域区(β-barrel)及孔内壁丰富的带电荷氨基酸残基, 在单个寡聚核苷酸分子分析中展现出极高的灵敏性. 本设计利用dA₁₄-4-X, dA₁₄-11-X, dA₁₄-4-X-11-X (X=C, T, G)等单个寡聚核苷酸探针分子, 研究了Aerolysin的两个灵敏区域R1和R2, 探索了R1灵敏区域对单个碱基弱相互作用的差异, 实现区分单个碱基差异. 进一步实验证明, R1灵敏区域对单个碱基类型差异的灵敏区分不受R2灵敏区域被碱基A、C、T占位所影响. 然而, 当R2区域被碱基G占位时, 会使R1区域丧失对整个孔道电流的主导性. 本研究有助于理解Aerolysin对单个寡聚核苷酸分子的超灵敏测量机制.     

基于末端脱氧核苷酸转移酶扩增DNA-铜纳米簇荧光传感检测L-组氨酸

利用末端脱氧核苷酸转移酶(TdT)扩增形成聚胸腺嘧啶(T)DNA模板,制备了聚T铜纳米簇(TS-CuNCs),构建了一种用于L-组氨酸(L-His)检测的荧光传感分析新方法.TdT酶在dTTP存在下合成聚T单链DNA核苷酸序列.由于胸腺嘧啶和Cu2+之间的亲合力,聚T单链DNA作为合成铜纳米簇(CuNCs)的模板,加入还原剂后形成CuNCs,荧光强度增强.在L-His存在下,L-组氨酸的咪唑基与Cu2+螯合形成L-His-Cu2+配合物,因而进入聚胸腺嘧啶序列中的Cu2+量减少,使得合成的CuNCs数量减少,导致荧光信号减弱.实验结果表明,体系荧光响应信号与L-His浓度的对数值在5.0×10-9~5.0×10-4 mol/L范围内呈线性关系,检出限达到3.4×10-9 mol/L.本方法用于实际尿液样品中L-组氨酸检测的回收率为97.4%~104.6%,在生物医学及临床诊断中具有潜在应用价值.     

具有肝靶向潜力的马蹄金素衍生物合成及抗乙肝活性研究

为了提高马蹄金素(MTS)衍生物在肝脏病变部位的药物浓度,增强其抗乙肝病毒活性,设计并合成了5个半乳糖糖基化修饰的具有肝靶向潜力的MTS衍生物,通过1H NMR,13C NMR,1H-1H COSY,HMQC和ESI-MS对其进行了结构表征,并用Hep G2 2.2.15细胞模型初步评价了合成所得目标化合物的抗乙肝病毒(HBV)活性.结果表明,所有目标化合物对HBV DNA的复制均有抑制作用,且具有一定的量效关系.