基于分子模拟的河鲀毒素核酸适配体的连续优化*

河鲀毒素(tetrodotoxin, TTX)是一种生物碱类神经毒素,其中毒事件在世界范围内广泛发生,严重危害到人类健康,但尚无特效解毒剂,因此TTX的检测对食品安全领域有重大意义。为了得到更高效的TTX识别元件,在分子模拟指导下对SELEX筛选所得的核酸适配体TTX-27进行了连续优化。首先,使用Mini-hairpin结构替换阻碍TTX结合的茎环结构,使TTX更易与截短型适配体结合,然后将T39、C40碱基突变为C39、T40碱基,并对C39进行了2'-OH修饰,以增强结合区域碱基与TTX的氢键作用和范德瓦耳斯相互作用。微量热泳动(microscale thermophoresis, MST)实验证实,经截短、碱基突变和化学修饰的各适配体变体的亲和力均有提高,其中化学修饰变体TTX-D2-X-R结合TTX的解离平衡常数K_d为1.08 nmol/L,相较于TTX-27的亲和力提高了75.5倍。表明基于分子模拟的截短-突变-化学修饰是核酸适配体post-SELEX优化的有效途径,所得的适配体变体TTX-D2-X-R在TTX检测领域有着潜在的应用价值。