信号适体的设计策略及应用

信号适体兼具有分子识别和信号转导的功能.从随机寡核苷酸库中筛选出的适体,要经过合理设计和筛选后修饰,才具备信号转导功能.信号适体可分为标记和非标记两大类.本文着重介绍荧光标记信号适体的设计策略,包括基于荧光偏振分析标记一个荧光基团,及基于荧光共振能量转移同时标记荧光基团、淬灭基团,或两个荧光基团的信号适体(包括分子信标适体、结构转换和原位标记信号适体).非标记信号适体的设计,有嵌合法、置换法、光转换复合物法,及适体－多聚物偶联法.此外,亦可直接从体外筛选出信号适体.信号适体的诸多优点利于其用于生物传感器及均相液相中实时蛋白识别与定量分析.     

适体酶Aptazymes的研究进展

适体酶是从寡核苷酸随机序列库中筛选获得的针对各种效应分子的一种新的人工合成酶.它具有适体的特异性和核酶的催化活性.适体酶作为催化分子信标,为效应分子的定量分析提供了新的思路.适体酶不仅在基因组学和蛋白质组学中应用,而且在生物传感器和DNA分子逻辑研究中具有潜在的应用前景.     

适体酶的筛选及应用

适体酶也称为别构效应核酶或别构效应脱氧核酶,是一种新的人工合成酶,它兼具适体的靶物质特异性结合与核酶或脱氧核酶的催化活性优点。这种酶是从大量随机序列库中针对各种效应分子筛选获得的目的酶。适体酶为效应分子的定量分析提供了新的思路。适体酶不仅在基因组学和蛋白质组学研究中得到应用,而且在生物传感器和DNA分子逻辑研究中也具有潜在的应用前景。     

RNA适体研究及其在医药上的应用

核酸适体（nucleic acid aptamer）是从人工合成的随机单链核酸库中筛选出的特异性与靶物质高度亲和的核酸分子,包括DNA适体和RNA适体. 体外获得核酸适体的方法称为指数富集配体系统进化技术,即SELEX（systematic evolution of ligands by exponential enrichment）. 在SELEX技术获得的核酸适体中,RNA适体因其结构的多样性而具有靶分子广、亲和力高、特异性强等特点. 同时,相比传统抗体,RNA适体分子量小、易改造修饰、制备方便且无免疫原性. 因此,RNA适体在基础研究、临床诊断、药物研制等方面展现了广阔的应用前景. 本文综述了RNA适体的产生、特点、作用方式、优势与局限性,并详细介绍了其在医药研究领域的应用.     

基于信号放大技术的适体生物传感器研究进展

信号放大技术因其能实现低浓度分子检测,灵敏度高而在多个研究领域发展非常迅速。而适体作为识别分子已成功应用于多种生物传感器平台,在医疗诊断、环境检测、生化分析中显示出良好的应用前景。近年来,以适体为识别元件的生物传感器越来越受到人们的关注。综述了近3年来基于信号放大技术的适体生物传感器研究新发展。     

应用SELEX技术筛选人类血型IgG适体的实验研究

目的:建立Rh(D)血型的IgG类抗体适体的筛选方法,为后续合成适体并进行新生儿溶血病的防治研究奠定基础。方法:利用SELEX技术,构建含有52个随机序列的单链DNA文库,利用硝酸纤维素膜法筛选与IgG类抗体分子高亲和力结合的核酸分子,同时探索并优化将其扩增为双链DNA核酸库的PCR反应条件;通过膜结合实验检测核酸分子的富集效果并用凝胶阻滞实验初步测定所得核酸适体与Rh(D)血型IgG类抗体的亲和力。结果:随着筛选的进行,核酸分子的富集库向着与靶分子亲和性增强的方向进化,经过了11个循环,筛选出与Rh(D)血型IgG抗体结合力较强的核酸分子,与核酸结合的IgG分子在凝胶阻滞实验中显示出阻滞带。结论:初步建立了利用SELEX技术筛选人类Rh(D)血型IgG抗体适体的方法。     

基于CiteSpace分析核酸适体（Aptamer）技术研究现状

利用可视化分析软件,客观、全面地展示和分析适体的研究现状、研究热点和发展趋势,为适体的研究提供指导和参考。以SCI数据库Web of Science平台为数据源,采用CiteSpace 5.5.R2软件对1900年1月1日至2020年12月31日的适体相关文献进行分析。共纳入文献14 939篇。在该领域发表论文最多的作者是WEIHONG TAN、KHALIL ABNOUS等;近年来突现的主题词是“wide linear range”“pg ml”“clinical diagnosis”“early diagnosis”等,是目前该领域的研究热点;作者共被引分析和文献共被引分析表明,该领域的研究主要集中在适体的体外筛选、适体构象的变化、适体在药物靶向治疗中的应用及适体生物传感器。结果表明,利用CiteSpace软件对Web of Science数据库中已发表的适体文献进行分析,揭示了该领域的研究热点从体外筛选和适体构象变化（1992—2002）到适体在药物靶向治疗和适体生物传感器中的应用（2002—2020）。结合近年来突现的主题词预测适体在药物靶向治疗和适体生物传感器中的应用仍将是未来的研究热点。     

以分子信标为报告分子的凝血酶检测新方法

以分子信标为报告分子,核酸适体为识别分子,发展了一种新的凝血酶检测方法.含有分子信标互补序列的核酸适体探针与凝血酶结合后,分子信标的荧光信号下降,从而得到凝血酶的浓度信息.该方法快速、灵敏,核酸适体探针无需荧光标记、设计简单,检测限达到0.83nmol/L.     

SELEX技术与适体

SELEX技术是从随机寡核苷酸评议库中筛选与靶分子特异结合序列的组合化学技术。随机寡核苷酸的多种空间结构是筛选基础。该技术对靶分子无特殊要求,筛选出的寡核苷酸被称为适体,适体最突出的特征是与靶分子的特异性高亲和力。     

肽适体的筛选及其应用

近年来,生物传感器得到了长足发展,其中适配体的研究起到了重要推动作用.肽适体是可与靶标物质特异性结合的短肽.受制于筛选、合成以及纯化方法,肽适体的发展目前落后于核酸适配体,但是肽适体的高亲和力、强特异性、良好的生物亲和性等系列优越性,让肽适体具有巨大应用前景.肽适体的筛选获得可通过多种方式完成,除了传统的酵母双杂交、噬菌体展示、核糖体展示等技术,新兴的基于生物信息学的分子对接预测等技术更是加速了肽适体的发展.肽适体不仅可直接应用于临床医疗,还可设计成生物传感器广泛应用于精准营养、环境监测以及新型材料识别等领域.本文旨在对肽适体筛选及其应用做全面的梳理.     

基于适体的石英晶体微天平传感器的研究进展

适体(Aptamer)是通过指数富集配体系统进化技术(Systematic evolution of ligands by exponential enrichment,SELEX)从人工合成的随机单链寡核苷酸文库里筛选出来的短链寡核苷酸序列,具有分子量小、结构简单、易进行修饰、靶标范围广泛,并且与靶标分子之间具有高特异性和高亲和力等特点。相应地,适体的这些独特的性质可用于制备各种不同的传感器,根据各种传感器的不同原理,本文着重概述了常用于检测适体与靶标之间亲和力的电化学生物传感器、光学生物传感器和压电晶体传感器。这3种方法的检测都具有检测时间短和检测限低的优势。其中压电晶体传感器又称石英晶体微天平(Quartz crystal microbalance,QCM),除了在SELEX技术中可应用于表征候选适体的靶向能力外,还可用于构建高灵敏度和高特异性的适体石英晶体传感器。简要介绍了基于适体的石英晶体微天平传感器基本原理,对近年来QCM在表征和检测适体与其靶标,包括小分子、离子、蛋白质、细胞、细菌和病毒等物质相互作用的研究现状进行综述,总结分析了QCM技术的优缺点。旨在为适体的筛选以及适体在基础研究、临床诊断和疾病治疗中的进一步应用提供参考。     

动物肠道菌群结构分析方法进展

动物肠道菌群形成一个庞大而复杂的微生态平衡系统,在维持胃肠道健康方面起着重要作用,具有营养、屏障和免疫等功能,其科研价值极大。本文就分析动物肠道菌群结构所采用的传统纯培养法、ERIC-PCR分子杂交技术、16SrDNA分子测序技术、荧光原位杂交技术及宏基因组学技术进展进行综述。为进一步对动物肠道微生物研究选择有效合理的分析方法,研究各种动物肠道菌群的组成分布、结构功能、影响因素及其与疾病的关系等提供可行性理论指导。     

动物源溶菌酶研究进展

动物源溶菌酶是一种动物体内广泛存在的酶类,它可以水解细菌细胞壁肽聚糖中的β-1,4糖苷键,具有消化分解细菌、抑制外源微生物生长、增强机体免疫力的作用.目前溶菌酶已被用作研究蛋白功能、性质以及分子进化的模型.首先介绍了溶菌酶及其分子的晶体结构,溶菌酶基因及其蛋白研究进展,其次介绍了动物源溶菌酶的功能,包括溶菌酶生物学功能和重组蛋白功能活性,重点介绍了溶菌酶基因在转基因工程中的应用研究,最后对动物源溶菌酶研究进行了展望.研究动物源溶菌酶对于基础科学,并应用其转变成现实生产力具有重要的指导意义.     

功能核酸概念的内涵与外延

对功能核酸概念的分析需要建立在对功能核酸研究的基础上,从内涵和外延两个方面来进行探析。从内涵来看,它是对具有特殊结构、执行特定生物功能的核酸分子的统称;从外延来看,它包括适体、核酸核酶、核糖开关、发光核酸、修饰核酸、功能核酸裁剪、核酸自组装、功能核酸纳米材料、核酸纳米酶、核酸药物、核酸补充剂以及DNA存储技术等。目前功能核酸已成功地应用于生物传感、生物成像、生物医学等诸多领域。对功能核酸这一概念进行了探讨,并尝试对其范畴、特点进行归纳总结,以期梳理和完善功能核酸的基本概念,促进该领域的进一步发展。     

SELEX技术在病毒感染诊断和治疗中的应用

指数富集的配体系统进化（SELEX）技术是一种新的组合化学技术,它利用人工合成的随机寡核苷酸文库,通过体外多轮筛选与扩增,获得能与靶物质特异性结合的寡核苷酸适体。适体的靶分子广泛,包括病毒代谢相关产物,且与靶物质结合的亲和力高、特异性强,在体内代谢及稳定性等方面优于抗体。在细胞和动物模型中,适体显示出很多优于抗体的特性,而且已经有适体作为药物进入临床试验阶段。这种体外筛选技术是一种较成熟的技术,由此产生的适体具有较好的理化特征,可以抑制病毒复制感染的各个阶段,而且在病毒感染所引发的相关疾病诊断和治疗等方面具有较好的应用前景。     

适体核酶型人工核糖开关的设计

适体核酶型核糖开关是近年出现的一种人工基因调控开关。最常见的适体核酶由锤头状核酶和适体组成,结构清晰,易于设计。作为一种顺式作用元件,适体核酶型核糖开关在特异性配体的作用下,无需蛋白质辅助,即可通过调节自身裂解反应,调控mRNA的翻译,可应用于多种细胞的基因调控。目前适体核酶型核糖开关的设计,主要是通过合理组装核酶与适体元件,整合到mRNA后再进行功能筛选。该基因调控开关调节幅度大、响应迅速、调控方式简洁,有可能应用于体内传感器、基因治疗、生物处理器等多个领域。     

基于适体技术的桔青毒素检测方法的建立

桔青毒素（citrinin,CTN）是以玉米、谷物、奶酪等为主要成分的食品和动物饲料中常见的、由桔青霉菌产生的酮类真菌毒素,可引起人和动物的慢性中毒或癌症,一直缺少灵敏的快速检测方法。本文通过指数富集适体系统进化技术（简称SELEX）对可能与CTN结合的特异性适体进行了筛选,经过15轮循环,得到17条适体。通过二级结构分析、亲和力检测发现适体13（Apt-13）对CTN有较好的亲和度,解离常数Kd为0.06μmol/L。进一步利用非荧光标记染料PicoGreen,利用其与双链DNA结合的原理,建立了桔青毒素非标记荧光检测方法,30min完成检测,最低检测限达到国家标准（50ppb）且与其他毒素无交叉反应。本研究建立的基于适体的桔青毒素检测技术成本低,可以替代传统的基于抗体的检测方法,为霉菌毒素的精准检测技术的开发提供了实验证据。     

植物多肽信号分子CLE家族

动物中存在众多多肽信号分子,它们在信号转导方面发挥重要作用。近几年,对植物中多肽信号分子的研究取得了重大突破,它们积极参与调控植物生长发育的众多过程,同时也表明多肽信号分子在细胞之间的"交流"过程中发挥作用在进化上是保守的。CLE(CLAVATA3/EMBRYO SURROUNDING REGION)家族是目前植物领域研究较热的多肽信号分子家族,通过对拟南芥CLV3和百日草TDIF等CLE多肽信号分子的研究发现,CLE蛋白在成为有功能活性的信号分子之前,存在翻译后蛋白剪切和修饰的过程,这方面与动物中多肽信使的成熟过程相似。对CLE家族成员的分子特征、生物学功能、翻译后的加工修饰和研究中出现的问题进行综述,并对本领域未来的发展方向作出展望。     

植物驱动蛋白: 从微管阵列到生理活动调控

驱动蛋白(kinesin)是以微管为轨道的分子马达, 其催化ATP水解为ADP, 将贮藏在ATP分子中的化学能高效地转化为机械能, 在细胞形态建成、细胞分裂、细胞运动、胞内物质运输和信号转导等多种生命活动中发挥重要作用。对植物驱动蛋白的研究落后于动物和真菌, 其原因不仅由于植物进化出独有的驱动蛋白家族, 而且其家族成员数量远多于动物驱动蛋白。该文主要总结了驱动蛋白在微管阵列动态组织, 包括周质微管和有丝分裂早前期微管带、纺锤体及成膜体中的角色和功能, 以及其对植物生理活动的调控作用。同时对重要经济作物大豆(Glycine max)中的驱动蛋白进行了系统分析、分类及功能预测, 发现大豆驱动蛋白数量庞大。结合公共数据库中大豆转录组数据, 对部分大豆驱动蛋白进行功能预测, 以期对大豆及其它作物驱动蛋白功能研究提供线索和启示。     

免标记荧光适体传感器的研究进展

核酸适体在治疗、诊断和生物传感等领域都引起了强烈的关注和广泛的应用。与传统的识别元素-- 抗体相比较,适体展现 出很多的优点：尺寸小,化学性质稳定,容易制备和修饰。更重要的是适体在生物传感的设计上更为灵活,因此,产生了很多高选 择性、高灵敏度的新型适体传感器。目前,很多的检测手段都被应用到适体传感器中,其中荧光的检测手段占有重要的地位。虽然 荧光适体传感器已经取得了重大的进展,但是荧光标记给传感器的设计带来很多的不便,因此,免标记的荧光适体传感器备受关 注。在本文中,我们将对免标记的荧光适体传感器的研究进展进行综述,为分析工作者发展更加灵敏、更加简单、更加应用广泛的 免标记荧光适体传感器提供依据。