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化学修饰提高核酸适体结合亲和力的研究进展

2021-11-15梁建功

高等学校化学学报 2021年11期

刘 珂,靳 宇,梁建功,吴 园

(华中农业大学理学院,武汉430070)

核酸适体是指通过指数富集配体系统进化技术(SELEX)筛选得到的一段单链DNA(ssDNA)或RNA(ssRNA)寡核苷酸,长度通常为10~100个碱基,通过形成特定的二级或三级结构可以高亲和性、高特异性地与靶标结合[1,2].这种特定结构是由核酸适体与其靶标之间的分子形状互补性以及核酸适体-靶标分子间相互作用折叠而成的,如形成环、凸起、发夹和假结等[3].核酸适体-靶标分子间的相互作用力包括氢键、静电、碱基对堆积作用、偶极-偶极相互作用、疏水相互作用和π-π堆积等协同作用[4,5].

SELEX技术由2个独立的研究小组于1990年首次报道,至今经历了很多变化和改进[1,2].传统SELEX技术的操作步骤如图1所示:(1)人工设计并化学合成库容量为1015~1018的随机寡核苷酸文库;(2)在特定的缓冲溶液和适宜的温度下,将文库与靶标一起孵育,形成靶标-核酸适体复合物;(3)通过特定的方法分离已结合及未结合靶标的核酸序列;(4)分离出来的与靶标特异性结合的核酸序列通过聚合酶链扩增反应(PCR)富集,生成次级文库;(5)引入负筛,以除去与靶标非特异性结合的核酸序列.重复(2)~(4)操作.通过反复筛选,得到潜在的核酸适体进行测序,并进行分子结构、识别位点和靶标结合动力学分析,选取与靶标特异性强、亲和力高的核酸适体用于后续研究工作.

核酸适体与靶标之间优异的亲和识别作用使核酸适体在构建生物传感器、鉴定生物医学肿瘤标志物、药物开发及疾病诊断和治疗等领域中展现出重要的应用价值.因此,研究者开发出基于核酸适体连接的固定化吸附测定(ALISA)和基于核酸适体的侧向流式免疫检测方法[6,7];……

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