基于核酸适体的外泌体分子识别研究进展

自研究者证实外泌体承担了细胞外RNA等物质的运输功能以来, 关于外泌体来源与功能的研究一直备受关注. 近年来外泌体被发现具有作为疾病生物标志物的潜力, 使得拥有特定表面蛋白以及特定装载物的外泌体成为分析化学领域有价值的检测对象. 从化学本质角度来说, 外泌体的获取与分析需要依赖特异性的分子识别过程. 核酸适体作为分子识别单元, 因其特异性强、 亲和力高、 生物活性稳定、 易于合成和保存、 而且其序列和结构上具有可编程性, 易于设计和修饰, 已成功地用在外泌体相关的生物传感体系中. 本文从外泌体的化学组成及其具有生理、 病理意义的组分出发, 从外泌体通用生物标志物识别、癌细胞来源外泌体的检测及外泌体蛋白谱的分析这3个方面综述了以核酸适体作为分子识别单元在外泌体分析领域的代表性工作, 总结了现有的靶向外泌体的核酸适体序列信息以及应用场景, 阐述了利用化学合成与修饰以及DNA自组装等化学调控手段增强核酸适体分子识别性能的最新进展, 并从适用于外泌体分子识别的核酸适体的筛选以及化学修饰的角度, 对未来的研究方向进行了展望.     

功能化核酸适体的筛选及分子识别应用

核酸适体是从寡核苷酸文库中筛选获得的一段单链寡核苷酸. 由于能与多种靶标分子高特异性结合, 核酸适体已发展成为一种新兴的分子识别工具, 广泛应用于生物医学等领域. 天然核酸文库有限的化学组成限制了核酸适体的结构和功能, 进而限制了其在分子识别中的应用. 功能化核酸适体通过引入特定的化学官能团使核酸序列具有更丰富的构象和功能, 增强其分子识别能力. 然而, 功能化核酸很难与核酸扩增方法兼容, 因而难以使用传统筛选方法进行功能化核酸的筛选. 因此, 优化筛选方法对于获得具有优异性能的功能化核酸适体至关重要. 本综述总结了功能化核酸适体的筛选方法, 并介绍了其作为分子识别工具在生物医学领域中的应用.     

基于核酸适体的电化学生物传感器*

核酸适体是一类体外筛选的、可与目标分子高效、高特异亲合的RNA或DNA寡核苷酸片段,与常规识别分子（如抗体等）相比,核酸适体作为一类新型识别分子具有明显特色和优势,已被广泛应用于生物传感等分子识别和应用研究领域。本文就基于核酸适体的电化学生物传感器（标记型和非标记型）的近期进展作简要评述,包括适体简介、标记型（“信号衰减”型、“信号增强”型、酶标记型和纳米粒子标记型）和非标记型电化学适体生物传感器等内容。     

核酸适体-纳米材料复合物用于癌症的诊断与靶向治疗研究进展

因具有独特的光、电、磁、热等优异性能,纳米材料已被广泛应用于生物分析与生物医学领域。核酸适体是一类能够高亲和力和高特异性地与靶标结合的寡核苷酸序列。将核酸适体作为识别单元与纳米材料相结合,可以构建核酸适体-纳米材料复合物。近年来,在肿瘤靶向治疗方面,核酸适体-纳米材料复合物受到了人们的广泛关注。通过纳米材料与具有特异性识别能力的核酸适体的结合,核酸适体-纳米材料复合物可以为癌症治疗提供一种更有效的、低毒副作用的新策略。本文综述了核酸适体-纳米材料复合物作为药物输送载体在癌症的特异性识别与诊断及靶向治疗方面的应用。除此之外,本文还总结了核酸适体-纳米材料复合物与其他新兴技术的有效结合从而提高选择性和癌症治疗效率的相关研究进展。     

基于核酸适体与互补核酸和目标蛋白之间竞争反应的PDGF蛋白特异性识别

报道了一种利用核酸适体与互补核酸和目标蛋白之间的竞争反应用于PDGF蛋白的特异性识别方法.采用反相微乳液技术制备了包覆有亚甲基蓝(MB)的SiO2纳米复合物(SiO2-MB),利用固定在磁性纳米颗粒上的核酸适体与SiO2-MB纳米颗粒标记的互补核酸进行杂交反应,将一定数量的SiO2-MB纳米颗粒固定于磁性纳米颗粒的表面...     

核酸适体在癌症诊疗中的研究进展

核酸适体是通过体外筛选技术得到的可特异性结合靶标分子的单链寡核苷酸分子探针,其表现出与抗体相当或更优异的特异性和亲和力,且具有靶标范围广、免疫原性低、易于精准制备和修饰及设计灵活可控等优势.为癌症的早期筛查、诊断及靶向治疗提供了全新的分子工具,在癌症诊疗领域获得了广泛的关注与应用.本文聚焦核酸适体在癌症诊断及治疗中的应用,对近年来取得的研究进展进行了系统性总结,并对未来发展方向及前景进行了展望.     

核酸适体识别荧光法检测汞离子

通过对已知的Ni2+适体的改造,发现了对Hg2+有较强结合活性的核酸适体N1,基于N1的二级结构进行改造,获得了具有较高活性的核酸适体N5,并建立了荧光检测方法。以荧光基团FAM标记核酸适体,在94℃变性5 min,室温(25℃)下复性30 min后,适配体与标记有荧光猝灭基团DABCYL的一段互补序列Q2结合(适体与Q2的浓度比为1∶3),加入系列浓度的Hg2+与互补序列竞争结合核酸适体,以荧光信号的变化定量分析Hg2+浓度。结果表明,N1与Hg2+结合呈线性,线性范围为1.25～20 mg/L;检出限为0.62 mg/L;以N1结构为基础改造合成的序列和结构均不同的适体N4,N5,N6,N7对Hg2+的识别结合活性均不同,其中适体N5与Hg2+结合活性最为灵敏,特异性高,线性范围为0.156～2.50 mg/L;检出限为78μg/L。     

核酸适体在生物医学中的应用

核酸适体是经配体指数富集系统进化技术（SELEX）筛选获得的一类能够特异性地结合离子、分子,甚至整个细胞的单链DNA或者RNA分子。本文介绍了核酸适体及相关筛选技术SELEX;综述了近年来以提高筛选效率和效果为目标的核酸适体筛选技术新进展;列举了核酸适体在无机离子、小分子、生物大分子和肿瘤细胞检测、肿瘤标记物的发现等方面的应用;讨论了基于核酸适体的靶向治疗策略;最后对核酸适体在生物医学上的应用前景进行了展望。     

基于分子识别的细菌检测研究进展

以抗体-抗原免疫识别、 核酸碱基互补配对识别以及核酸适体-配体识别这3种分子识别方式分类, 综述了近几年基于分子识别的细菌检测研究工作进展, 总结了细菌检测相关研究存在的一些挑战, 并展望了该领域的发展前景.     

核酸适体与互补核酸和目标蛋白之间竞争结合的热力学特性研究

以一种基于目标蛋白凝血酶的取代反应来研究核酸适体与互补核酸和核酸适体与目标蛋白之间竞争结合的热力学特性, 研究了核酸适体-互补核酸的解离反应和在目标蛋白存在下取代反应的平衡常数、标准焓变和标准熵变等热力学参数, 结果表明该取代反应是一个熵驱动的自发过程, 熵驱动从双链的核酸转变为核酸适体-目标蛋白的复合物. 该热力学研究会对核酸适体-互补核酸和核酸适体-凝血酶之间的结合过程的机理有一个更深的理解, 将有助于进一步揭示核酸与蛋白这两种生命中最关键物质之间的相互作用和关系, 为更好地理解基本的生物过程和预测设计适体生物传感器, 发展用于疾病诊断的方法有着重要的意义.     

Progress in DNA Aptamers as Recognition Components for Protein Functional Regulation

Proteins play a central role in all domains of life, and precise regulation of their activity is essential for understanding the related biological processes and therapeutic functions. Nucleic acid aptamers, the molecular recognition components derived from systematic evolution of ligands by exponential enrichment(SELEX), can specifically identify proteins with antibody-like recognition characteristics and help to regulate their activity. This minireview covers the SELEX-based selection of protein-binding aptamers, membrane protein analytical techniques based on aptamer-mediated target recognition, aptamer-mediated functional regulation of proteins, including membrane receptors and non-membrane proteins(thrombin as a model), as well as the potential challenges and prospects regarding aptamer-mediated protein manipulation, aiming to supply some useful information for researchers in this field.     

Current Advances in Aptamer-based Biomolecular Recognition and Biological Process Regulation

The interaction between biomolecules with their target ligands plays a great role in regulating biological functions. Aptamers are short oligonucleotide sequences that can specifically recognize target biomolecules via structural complementarity and thus regulate related biological functions. In the past ten years, aptamers have made great progress in target biomolecule recognition, becoming a powerful tool to regulate biological functions. At present, there are many reviews on aptamers applied in biomolecular recognition, but few reviews pay attention to aptamer-based regulation of biological functions. Here, we summarize the approaches to enhancing aptamer affinity and the advancements of aptamers in regulating enzymatic activity, cellular immunity and cellular behaviors. Furthermore, this review discusses the challenges and future perspectives of aptamers in target recognition and biological functions regulation, aiming to provide some promising ideas for future regulation of biomolecular functions in a complex biological environment.     

Progress in Molecular Chaperone Regulation of Heat Shock Protein 90 and Cancer

Heat shock protein 90 (HSP90) is a member of genetically conserved heat shock protein family. As an important molecular chaperone in eukaryotic cells, HSP90 plays a key regulatory role in maintaining cellular protein homeostasis. HSP90 clients encompass a wide range of proteins, thus HSP90 is involved in diverse biological process. With the deeper study, it is found that HSP90 takes an important part in the development and metastasis of cancer, and has become a promising target for the study of anticancer biology. In this review, the progress of HSP90 as molecular chaperone and its relationship with cancer are discussed.     

Aptamer-based label-free method for hemin recognition and DNA assay by capillary electrophoresis with chemiluminescence detection

An aptamer-based label-free approach to hemin recognition and DNA assay using capillary electrophoresis with chemiluminescence detection is introduced here. Two guanine-rich DNA aptamers were used as the recognition element and target DNA, respectively. In the presence of potassium ions, the two aptamers folded into the G-quartet structures, binding hemin with high specificity and affinity. Based on the G-quartet–hemin interactions, the ligand molecule was specifically recognized with a K _d ≈ 73 nM, and the target DNA could be detected at 0.1 μM. In phosphate buffer of pH 11.0, hemin catalyzed the H₂O₂-mediated oxidation of luminol to generate strong chemiluminescence signal; thus the target molecule itself served as an indicator for the molecule–aptamer interaction, which made the labeling and/or modification of aptamers or target molecules unnecessary. This label-free method for molecular recognition and DNA detection is therefore simple, easy, and effective. Figure A label-free approach to aptamer-based hemin recognition and DNA detection is introduced, which gives great potential for using a small molecule itself as the indicator for molecular recognition and DNA detection thereby avoiding any labeling or modification step     

晶状体蛋白识别互作与白内障的研究进展

白内障是全球致盲率最高的眼科疾病, 发病组织为晶状体. 晶状体内纤维细胞含有高浓度的晶状体蛋白, 晶状体蛋白家族分α?, β?和γ?3大亚家族. α-晶状体蛋白具有小分子伴侣功能, 可识别错误折叠蛋白质, 维持晶状体内蛋白质稳态; β?/γ?晶状体蛋白通过分子内或分子间相互作用, 主要发挥结构蛋白功能. 晶状体蛋白在晶状体纤维细胞内呈瞬时有序排列, 精准分子识别及动态相互作用在维持晶状体透明度中发挥关键作用. 晶状体内蛋白质稳态失衡是白内障的主要致病因素. 晶状体蛋白半衰期长, 且翻译合成后不再更新, 广泛受pH值、 金属离子、 辐射损伤和蛋白质翻译后修饰等细胞内外环境因素和化学因素的干扰, 影响晶状体蛋白间的分子识别和相互作用, 诱发白内障. 理清化学调控的晶状体蛋白分子识别及互作调控, 有助于阐明白内障发病机理, 并发掘防治白内障的创新策略. 本文基于晶状体蛋白识别互作与白内障研究进展, 综合评述了晶状体蛋白的分子识别、 相互作用方式、 调控因素及研究技术创新, 并探讨了晶状体蛋白识别互作调控网络在白内障药物研发的应用价值与挑战.     

DNA识别分子研究的进展

从天然小分子及人工合成小分子等方面综述了近年来DNA识别分子的设计、合 成、识别及应用的研究进展     

错配核酸识别修复的研究进展*

综述了当前发展起来的识别修复错配核酸的化学模型的最新进展。此项研究会对阐明生物体内DNA的识别修复机理、合理设计新的人工核酸酶提供理论指导。     

一种新型糖脂单分子膜与伴刀豆蛋白A的分子识别

一种新型糖脂单分子膜与伴刀豆蛋白Ａ的分子识别张希，沈家骢ＲｕｍｐＥ．，ＲｉｎｇｓｄｏｒｆＨ．（吉林大学化学系，长春，１３００２３）（德国Ｍａｉｎｚ大学有机化学研究所）关键词糖脂，单分子膜，分子识别糖与蛋白质、核酸相比，直到六十年代还只当作贮能和结构的...