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有机小分子核酸探针的设计与应用

吴尚荣  
【摘要】:脱氧核糖核酸(DNA)是生物体重要的遗传物质、遗传信息的携带者和基因表达的物质基础,它在生物的生长、发育和繁殖等正常生命活动及突变、癌变等异常生命活动中起着非常重要的作用。DNA分子的定量分析、特异识别对基因组学、病毒研究学、分子生物学等相关学科的发展具有十分重要的意义。由于DNA的内源荧光很弱,直接利用其荧光测定灵敏度低,且没有特异性灵敏度低,且没有特异性。 因此高灵敏并且能避免生物荧光背景的干扰的DNA探针的合成与应用己成为目前研究的热点。本人在前人的研究基础上开展了一些工作,在DNA分子探针方面取得了一些研究进展,本论文的工作主要包括以下三部分的内容: 1.设计、合成了由邻菲罗啉和4-(4-甲基)哌嗪苯甲醛组成的一种V形结构的分子BMSP。BMSP在缓冲溶液中几乎没有荧光发射,加入反平行G-四链体之后荧光增强到大约150倍;加入正平行G-四链体荧光只增强到21倍;而加入单双链DNA只有最大6倍的增强。其荧光信号的响应是由于分子以末端堆积的方式结合到G-四分体位点后由聚集体转变到单体的结果。 2.设计、合成了一个新的一次甲基不对称菁染料,MTP。通过吸收光谱、荧光光谱、圆二色谱研究发现,MTP与平行和混合平行G-四链体DNA,c-myc和22AG K+的结合较强,并引起130~180倍的荧光增强;与单、双链DNA作用稍弱,导致约50倍荧光增强;而与反平行G-四链体DNA,TBA和22AG Na+的作用最弱,导致约25倍荧光增强;说明MTP可作为探针分子用于区别不同结构的核酸分子。 3.通过紫外吸收光谱和荧光发射光谱以及圆二色光谱等实验研究了噻唑橙(TO)与各形式核酸的相互作用。实验表明,TO与不同结构的核酸结合后产生的荧光响应各不相同,而且它们的亲和力也与荧光响应不呈正相关。G-四连体/Hemin过氧化物酶活性抑制实验及圆二色光谱实验说明TO与各核酸的结合模式很复杂,有沟槽的键合作用,还有π-π堆积等作用。


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