四色荧光标记二硫键可逆终端的合成及在DNA合成测序中的应用

分别以5-碘-2'-脱氧尿苷、 5-碘-2'-脱氧胞苷、 7-去氮-7-碘-2'-脱氧腺苷及7-去氮-7-碘-2'-脱氧鸟苷为原料, 以二硫键为可裂解连接单元, 通过多步反应合成了四色荧光标记不同碱基的脱氧核糖核苷酸; 研究了该类荧光标记核苷酸作为可逆终端在DNA合成测序中的应用. 所得产物结构经¹H NMR, ³¹P NMR及HRMS表征, 并对其进行了DNA高通量测序的测试. 结果表明, 该类荧光标记核苷酸作为DNA合成测序的可逆终端能够满足高通量测序的生化反应要求, 具有较好的应用前景.     

循环肿瘤DNA的检测:从数字化到测序

液体活检的主要检测对象——循环肿瘤DNA(circulating tumor DNA, ctDNA)是人体血液循环系统中具有一定特征的(包括突变、缺失、插入、重排、拷贝数变异、甲基化等)来自肿瘤细胞基因组的DNA片段,其主要来源于凋亡或坏死的肿瘤细胞。ctDNA 的检测和分析能够提供肿瘤中的基因组信息,例如,基因组中的拷贝数变异、突变和甲基化富集等。相较于其他的肿瘤标志物,ctDNA相对稳定,提取技术相对成熟,与肿瘤的大小和发展具有一定的相关性,是一种新兴的、有前景的肿瘤生物标志物,在精准医疗中发挥着越来越重要的作用。不过ctDNA含量极低,背景游离DNA(cell free DNA, cfDNA)含量高,个体间差异大,且需要提前预判检测的位点和突变,因此,利用新方法和新技术对它进行全面检测分析是必不可少的。目前,针对 ctDNA 的检测方法和平台种类繁多,在此,我们总结了从数字PCR到下一代测序的ctDNA检测的研究进展,包括一些商业化的仪器和一些仍在实验室发展中的设备并对利用这些新兴技术分析检测ctDNA的发展趋势做了展望。     

新型单羟基氯代咔咯的合成及其光断裂DNA性质

以五氟苯甲醛和吡咯经缩合反应合成了五氟苯基二吡咯烷烃(1); 1与3-氯-4-羟基苯甲醛经缩合反应合成了一个新的10-位苯环被氯原子取代的单羟基自由咔咯--10-(3-氯-4-羟苯基)-5,15-二(五氟苯基)咔咯(〖STHZ〗2〖STBZ〗),收率12.0%,其结构经UV-Vis, ¹H NMR, ¹⁹F NMR, HR-ESI-MS和X-射线单晶衍射表征。琼脂糖凝胶电泳实验发现：2在光照下能够有效引起超螺旋质粒pBR 322 DNA发生断裂,当浓度为100 μmol·L^-1时,活性最强,断裂百分比为68%。     

钌配合物断裂DNA及其机理研究

DNA是遗传信息的携带者和基因表达的物质基础,金属配合物与DNA的相互作用研究受到广泛关注,成为生物无机化学的重要研究内容之一.与其他类型金属配合物相比,钌配合物具有良好的热力学稳定性以及丰富的光化学、光物理和氧化还原特性,其作为DNA断裂试剂也引起人们的极大兴趣.以近年一些代表性的研究工作为例,本文对钌配合物在DNA断裂作用机制方面的研究进展进行了综述.     

二肽链键联的卟啉-蒽醌化合物及其金属配合物的合成及其对DNA断裂的性质研究

采用微波辐射的方法合成了一类新型的二肽链键联的卟啉-蒽醌化合物及其金属锌配合物,用紫外-可见光谱、红外光谱、核磁共振光谱对两种新化合物的结构进行了表征.用碱裂解法提取PET28a质粒DNA,研究了两种新卟啉化合物对PET28a质粒DNA的断裂.电泳结果表明:目标化合物对DNA均有较好的断裂作用.     

基于石墨烯纳米材料的DNA测序研究进展

设计和研发快速、准确、价廉、高通量的DNA测序方法,对于预防早期疾病和了解相关疾病机理具有非常重要的意义。新型纳米材料石墨烯由于具有独特的结构和性质,在化学和生物科学等领域发挥着重要的作用。该文介绍了DNA测序的研究现状以及应用石墨烯纳米材料的优势,重点阐述了DNA链通过石墨烯纳米孔、石墨烯纳米间隙、石墨烯纳米带时产生不同的电流信号识别碱基序列的原理,同时介绍了DNA链与石墨烯的相互作用对DNA测序的影响,并对DNA测序的研究方向进行了展望。该文为基于石墨烯纳米材料的DNA测序提供了作用原理、理论研究以及检测方法等参考。     

二价金属离子激活铜超氧化物歧化酶断裂DNA的活性

以铜超氧化物歧化酶(CunSOD, n＝1—4)作为野生型CuZnSOD突变体的一种模型, 研究了其在二价金属离子(Mg2+, Mn2+)存在下由非氧化途径断裂DNA的活性, 并与CuZnSOD和脱辅基SOD(apoSOD)进行了比较. 结果表明, 在Mg2+或Mn2+存在下, CunSOD断裂DNA的活性高于CuZnSOD和apoSOD, 并且DNA的断裂活性受二价金属离子浓度、pH及酶浓度等因素影响. 相对活性及动力学参数的测定结果表明, CunSOD断裂DNA的相对能力按Cu1SOD2SOD≈Cu4SOD3SOD的顺序变化.     

新型吩噻嗪-咔咯锰（III）配合物的合成及其催化氧化DNA断裂的活性

以单羟基自由咔咯为起始原料,与吩噻嗪-10-碳酰氯（PTZ）反应制得吩噻嗪 咔咯二元化合物(2）; 2与醋酸锰反应合成了一种新型5,15-二（2,3,4,5,6)-五氟苯基-10-(4-吩噻嗪苯基)咔咯锰（Ⅲ）配合物(3),收率80.0%,其结构经UV-Vis和HR-MS（ESI）表征。通过琼脂糖凝胶电泳实验探讨了其催化氧化DNA的活性。结果表明：在过氧化氢存在下,3能有效引起超螺旋pBR322 DNA发生氧化断裂,3浓度为250 μmol·L^-1时,氧化断裂DNA的活性达34%。通过紫外滴定、荧光滴定、圆二色谱推断3与小牛胸腺(ct-DNA）的结合模式为外部结合。     

电化学诱导咪唑铜配合物断裂DNA的研究

二价咪唑铜配合物可以在电极表面发生氧化还原反应,该过程对应于单电子准可逆过程.荧光光谱电化学结果表明,还原产物一价咪唑铜配合物可以被空气中的O₂氧化为二价.在中性的Tris-HCl缓冲溶液中,配合物与DNA之间存在弱相互作用,其键合常数仅为2.7×10²L/mol.荧光光谱及电化学结果表明为嵌入式作用.据此建立了一种电化学诱导咪唑铜配合物对DNA断裂的新方法,并采用差示扫描量热(DSC)法检验了断裂结果.     

Secondary Amino Alcohols: Traceless Cleavable Linkers for Use in Affinity Capture and Release

Capture and release of peptides is often a critical operation in the pathway to discovering materials with novel functions. However, the best methods for efficient capture impede facile release. To overcome this challenge, we report linkers based on secondary amino alcohols for the release of peptides after capture. These amino alcohols are based on serine (seramox) or isoserine (isoseramox) and can be incorporated into peptides during solid‐phase peptide synthesis through reductive amination. Both linkers are quantitatively cleaved within minutes under NaIO₄ treatment. Cleavage of isoseramox produced a native peptide N‐terminus. This linker also showed broad substrate compatibility; incorporation into a synthetic peptide library resulted in the identification of all sequences by nanoLC‐MS/MS. The linkers are cell compatible; a cell‐penetrating peptide that contained this linker was efficiently captured and identified after uptake into cells. These findings suggest that such secondary amino alcohol based linkers might be suitable tools for peptide‐discovery platforms.     

A One‐Pot Chemically Cleavable Bis‐Linker Tether Strategy for the Synthesis of Heterodimeric Peptides

Heterodimeric peptides linked by disulfide bonds are attractive drug targets. However, their chemical assembly can be tedious, time‐consuming, and low yielding. Inspired by the cellular synthesis of pro‐insulin in which the two constituent peptide chains are expressed as a single‐chain precursor separated by a connecting C‐peptide, we have developed a novel chemically cleavable bis‐linker tether which allows the convenient assembly of two peptide chains as a single “pro”‐peptide on the same solid support. Following the peptide cleavage and post‐synthetic modifications, this bis‐linker tether can be removed in one‐step by chemical means. This method was used to synthesize a drug delivery‐cargo conjugate, TAT‐PKCi peptide, and a two‐disulfide bridged heterodimeric peptide, thionin (7‐19)‐(24‐32R), a thionin analogue. To our knowledge, this is the first report of a one‐pot chemically cleavable bis‐linker strategy for the facile synthesis of cross‐bridged two‐chain peptides.     

Sequencing Single DNA Molecules in Real Time

One's enough : The direct observation of a DNA‐polymerase‐based “sequencing engine” using single‐molecule detection recently allowed single‐molecule sequencing by synthesis in real time. Nucleotides with a fluorescent marker at the 5′‐phosphate unit and zero‐mode waveguides are crucial components of this approach, which at last promises low‐cost genome‐scale sequencing.

     

毛细管阵列电泳与规模化DNA测序

 根据 10 0 80份基因组DNA测序的结果 ,讨论了毛细管阵列电泳测序方法的技术特点 ,并对影响测序结果的一些因素进行了分析。在此基础上与平板凝胶电泳方法进行比较 ,显示了毛细管阵列电泳的优点。同时也对大规模测序技术环节之间的协调进行了探讨 。     

Template-directed synthesis in 3'- and 5'-direction with reversible termination

Extending both ways: A method for DNA-templated synthesis on solid support is described. Controlled, stepwise chain extension was demonstrated both in the direction favored by nature (3'-extension; see scheme) and in the direction typical for conventional DNA synthesizers (5'-extension).     

DNA羟甲基化测序技术

5-羟甲基胞嘧啶(5-hydroxymethylcytosine, 5hmC)是继5-甲基胞嘧啶(5-methylcytosine, 5mC)之后发现的第六种碱基, 已在多种哺乳动物组织和细胞中检出. 与5mC相比, 5hmC的含量更低, 但5hmC也具有非常重要的生物学功能. 已有的研究表明, 5hmC参与了染色体重新编程、基因表达的转录调控, 并在DNA去甲基化过程中发挥重要作用. 另外, 5hmC可能与特定肿瘤的发生密切相关, 有可能成为肿瘤早期诊断的生物标志物. 因此, 发展可靠、灵敏和准确的5hmC检测技术至关重要. 本综述针对DNA羟甲基化的检测及测序技术进行了简要介绍.     

DNA Sequencing by Capillary Electrophoresis Using Quasi-interpenetrating Network Formed by Polyacrylamide and Poly（N-hydroxymethylacrylamide）

Capillary electrophoresis (CE) in conjunction with laser induced fluorescence (LIF) is a powerful tool for DNA sequencing1. A number of water-soluble polymers have been used for this purpose. We have recently reviewed studies on separation medium on DNA s…