核酸结构调控的模拟酶催化及应用
发布时间：2021-07-08 20:29
自从发现天然核酶以来,核酸不仅是遗传信息的存储和加工介质,而且还表现出催化活性。这些核酸的多功能性推动了许多研究朝着实际应用发展,例如生物分子检测、生物工程和纳米医学。与天然蛋白质酶和核酶相比,DNA酶（DNAzyme）具有许多实际优势,例如DNA酶比蛋白质酶和核酶更具有化学和热稳定性,这使DNA酶更适合现场测试和现场分析,而且DNA的化学合成进展极大地降低了DNA酶的生产成本。同时,在许多领域中已经探索了光敏氧化,例如光动力疗法（PDT）和光动力抗菌化学疗法（PACT）。尽管利用光敏剂（PS）产生的活性氧（ROS）具有新兴的应用功能,但是光敏化过程的可控管理有时仍然存在问题。因此,随着对DNA化学功能性的深入研究,DNA的选择性识别特性使它们成为光敏氧化的优秀调节剂。所以,本论文利用DNA结构的多样性,根据不同的PS配体与DNA之间相互作用,开发了两种基于DNA的光氧化模拟酶,为PDT以及生物传感等方面提供一些方法。主要内容如下:1、可见光驱动的基于G-四链体（G4）的光氧化酶。G4/Hemin复合体已被广泛用作模拟过氧化物酶的DNA酶,其通过催化H2O
【文章来源】：浙江师范大学浙江省
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
含AP位点的双链DNA结构式示意图[13]
第一章绪论3N-糖苷键的水解裂解导致AP位点的产生，这个过程是可由一些因素，如化学修饰来诱导产生（图2），从而产生一个正电荷的核酸碱基和不稳定的糖苷键[14]。糖苷键裂解高度依赖于pH，并且脱氧嘌呤核苷的裂解速率高于脱氧嘧啶核苷的裂解速率，脱氧鸟苷是最不稳定的核苷，所以在酸性条件下处理DNA会以受控方式生成AP位点[15]，大多数在DNA中生成AP位点或合成缺碱基寡核苷酸的方法均基于此原理。在1987年Stuart和Chambers利用尿嘧啶DNA-糖基化酶（UDG）产生脱碱基寡核苷酸[16]，UDG可通过脱氨作用去除DNA中的胞嘧啶形成尿嘧啶残基，从而生成所需的AP位点。此外，另外一种常用的合成缺碱基寡核苷酸的方法，通常用化学稳定的四氢呋喃作为合成寡核苷酸AP位点中2"-脱氧核糖的稳定类似物[17-18]。图1.2AP的产生，修复和生物学影响的示意图[18]Figure1.2Origin,repairandbiologicalconsequencesofspontaneousAPsites[18]AP位点作为DNA损伤的一种常见的形式，可能会变成潜在的致突变性甚至致死性病变[19]（如图1.2），可以阻止DNA复制和转录。但是，并不是AP位点的形成一定会造成DNA的永久损伤，因为AP位点可以被生物体内具有修复功能的酶进行自我修复的[20]。因此，AP位点修复是细胞存活的关键步骤，在单个DNA受损碱基的修复过程中，AP位点是修复过程中的中间体，所以AP位点的修复与碱基切除修复途径（BER）密切相关，而且在人类细胞中BER是去除
第一章绪论4内源性DNA损伤的主要DNA修复途径。BER涉及特定的DNA糖基化酶，可去除修饰的或异常的核酸碱基，并产生AP位点。BER过程是通过各种类型的特异性酶在AP位点进行酶促裂解而引发的，在产生AP位点之后，II类apurinic-apyrimidinic（AP）核酸内切酶在AP位点的5"切割磷酸二酯键，形成5"-磷酸和3"-OH残基，随后该残基会被DNA脱氧核糖磷酸二酯酶去除，DNA聚合酶在5"-磷酸和3"-OH末端的单核苷酸缺口处发挥作用，添加正确的核苷酸，最后DNA连接酶将磷酸骨架中的缺口连接起来完成整个BER修复[21]。图3为BER过程AP位点修复的示意图。图1.3碱基切除修复（BER）中AP位点的修复[19]Figure1.3BaseexcisionrepairofAPsites[19]1.2.2AP-DNA的荧光识别在DNA双链中，AP位点也可能是受损碱基没有被功能性修复酶修复而产生的，开发针对AP位点的选择性识别方法对于识别此类DNA损伤以及探索该损伤的治疗药物至关重要。通过荧光识别AP-DNA的方法便捷且灵敏度高，但荧光方法基本都是基于配体探针，因为DNA双链体中的AP位点本质上是疏水的，疏水配体将很容易地与目标碱基进行氢键键合，并与位于AP位点两侧的碱基堆叠而进入AP位点。2003年Yoshimoto等人[22]使用2-氨基-7-甲基-吡啶
本文编号：3272281
【文章来源】：浙江师范大学浙江省
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
含AP位点的双链DNA结构式示意图[13]
第一章绪论3N-糖苷键的水解裂解导致AP位点的产生，这个过程是可由一些因素，如化学修饰来诱导产生（图2），从而产生一个正电荷的核酸碱基和不稳定的糖苷键[14]。糖苷键裂解高度依赖于pH，并且脱氧嘌呤核苷的裂解速率高于脱氧嘧啶核苷的裂解速率，脱氧鸟苷是最不稳定的核苷，所以在酸性条件下处理DNA会以受控方式生成AP位点[15]，大多数在DNA中生成AP位点或合成缺碱基寡核苷酸的方法均基于此原理。在1987年Stuart和Chambers利用尿嘧啶DNA-糖基化酶（UDG）产生脱碱基寡核苷酸[16]，UDG可通过脱氨作用去除DNA中的胞嘧啶形成尿嘧啶残基，从而生成所需的AP位点。此外，另外一种常用的合成缺碱基寡核苷酸的方法，通常用化学稳定的四氢呋喃作为合成寡核苷酸AP位点中2"-脱氧核糖的稳定类似物[17-18]。图1.2AP的产生，修复和生物学影响的示意图[18]Figure1.2Origin,repairandbiologicalconsequencesofspontaneousAPsites[18]AP位点作为DNA损伤的一种常见的形式，可能会变成潜在的致突变性甚至致死性病变[19]（如图1.2），可以阻止DNA复制和转录。但是，并不是AP位点的形成一定会造成DNA的永久损伤，因为AP位点可以被生物体内具有修复功能的酶进行自我修复的[20]。因此，AP位点修复是细胞存活的关键步骤，在单个DNA受损碱基的修复过程中，AP位点是修复过程中的中间体，所以AP位点的修复与碱基切除修复途径（BER）密切相关，而且在人类细胞中BER是去除
第一章绪论4内源性DNA损伤的主要DNA修复途径。BER涉及特定的DNA糖基化酶，可去除修饰的或异常的核酸碱基，并产生AP位点。BER过程是通过各种类型的特异性酶在AP位点进行酶促裂解而引发的，在产生AP位点之后，II类apurinic-apyrimidinic（AP）核酸内切酶在AP位点的5"切割磷酸二酯键，形成5"-磷酸和3"-OH残基，随后该残基会被DNA脱氧核糖磷酸二酯酶去除，DNA聚合酶在5"-磷酸和3"-OH末端的单核苷酸缺口处发挥作用，添加正确的核苷酸，最后DNA连接酶将磷酸骨架中的缺口连接起来完成整个BER修复[21]。图3为BER过程AP位点修复的示意图。图1.3碱基切除修复（BER）中AP位点的修复[19]Figure1.3BaseexcisionrepairofAPsites[19]1.2.2AP-DNA的荧光识别在DNA双链中，AP位点也可能是受损碱基没有被功能性修复酶修复而产生的，开发针对AP位点的选择性识别方法对于识别此类DNA损伤以及探索该损伤的治疗药物至关重要。通过荧光识别AP-DNA的方法便捷且灵敏度高，但荧光方法基本都是基于配体探针，因为DNA双链体中的AP位点本质上是疏水的，疏水配体将很容易地与目标碱基进行氢键键合，并与位于AP位点两侧的碱基堆叠而进入AP位点。2003年Yoshimoto等人[22]使用2-氨基-7-甲基-吡啶
本文编号：3272281
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