肽核酸在病毒检测与治疗中的应用

肽核酸(peptide nucleic acid,PNA)是以多肽骨架取代糖磷酸主链的寡核苷酸类似物,又称第三代反义核酸。PNA的电中性多肽骨架结构,使其保留类似糖磷酸链寡核苷酸高靶标亲和力的同时,比糖磷酸主链具有更强的酶稳定性和热稳定性,已成为当今寡核苷酸类似物研究的热点。一方面,PNA对病毒的复制与突变水平具有的快速、有效和准确的检测性能,对疾病的进一步治疗具有重要意义;另一方面,基于PNA的序列特异性和剂量依赖性,能在基因水平上对病毒的生命周期进行特异性的调控,从而能更有效地实现抑制病毒在宿主细胞中生存和复制的目的。结合近十年来的文献,综述了PNA应用于不同病毒的检测及病毒性疾病治疗的最新进展和作用机制,以期为PNA的临床产品研发提供新的思路。     

荧光扫描法快速检测肽核酸分子信标标记的单增李斯特菌北大核心CSCD

【目的】建立了单核细胞增多性李斯特菌(Listeria monocytogenes,单增李斯特菌)的肽核酸(Peptide nucleic acid,PNA)分子信标(Molecular beacon)的荧光扫描检测方法,以简化普通PNA原位荧光杂交(Fluorescence in situ hybridization,FISH)检测方法中显微镜观察步骤。【方法】在具有单增李斯特菌特异性的肽核酸探针的5′和3′分别标记报告荧光基团和淬灭基团形成分子信标PNA探针,利用FISH技术和荧光扫描技术对单增李斯特菌进行检测。【结果】用普通PNA探针进行荧光扫描检测时,以N1处理为空白对照,假阳性率11.4%,假阴性率为0;以N2处理为空白时,假阳性率降低至4.3%,但假阴性率上升为18.6%。用分子信标PNA探针进行检测时,用N1为空白对照时,假阳性率8.6%,假阴性率为1.4%;以N2处理作为空白时,假阳性率5.7%,假阴性率为1.4%。与普通探针比较,分子信标PNA探针能有效减少假阳性和假阴性的发生。2种普通PNA探针的杂交成功率分别为83.3%和95.2%;2种"分子信标化"的肽核酸探针的成功率分别为91.7%和90.5%,表明探针两端标记并不会降低与目标菌的杂交成功率。【结论】将液相PNA-FISH和荧光扫描技术结合,通过大通量快速的荧光扫描检测可大幅提高检测效率。同时将肽核酸探针分子信标化,有效的降低了荧光扫描结果的假阳性,并通过了N1和N2两种空白对照处理把假阴性控制在较低的范围。     

肽核酸的分子生物学效应及应用

肽核酸(PNA)是一类以酰胺键连接骨架替代核酸中核糖磷酸二酯键骨架构成的核酸类似物,其中N-乙基甘氨酸骨架PNA与核酸链以Waston-Crick碱基配对形式稳定互补结合,具有广泛生物学效应,包括调节DNA识别蛋白质的功能以及调节转录和翻译.在分子生物学研究中PNA作为新的工具在多方面得到应用.除它的DNA(RNA)结合特性外PNA在生物稳定性、细胞摄取、结构修饰多方面的研究进展显示出作为基因调节药物具有良好前景.     

嗜热酶的耐热机理

酶蛋白在高温下的不稳定性是影响其广泛应用的主要瓶颈,嗜热酶因为独特的性质而被作为热稳定研究的极好材料。了解嗜热酶的热稳定性机制,对于采用酶工程定向设计、改造酶具有重要的意义。嗜热酶的热稳定性并不是由单一因素决定的,氨基酸组成、氢键、离子对、二硫键等都是影响嗜热酶热稳定性的重要因素。相对于嗜温酶,嗜热酶更多地采用寡聚体的形式。     

β- 淀粉样多肽低分子量寡聚体对大鼠学习记忆功能的影响

目的:探究Aβ低分子量寡聚体对大鼠学习记忆功能的影响;方法:双侧海马内一次性注射Aβ低分子量寡聚体,15天后开始进行行为测试,测试方法采用跳台实验法、穿梭实验法和Morris水迷宫法;结果:跳台实验结果显示,与对照组比较,Aβ组跳台潜伏期短,错误次数多,差异有统计学意义(P<0.05);穿梭实验结果显示,与对照组比较,Aβ组由明箱进入暗箱的潜伏期短,错误次数多,差异有统计学意义(P<0.05);水迷宫实验结果显示,与对照组比较,Aβ组潜伏期长,跨越原平台次数少,差异有统计学意义(P<0.01);结论:Aβ组大鼠学习记忆能力和空间分辨能力降低,Aβ低分子量寡聚体在大鼠体内表现出较强的毒性作用。     

肽核酸的合成及其在分子杂交中的应用

肽核酸是一类以多肽为骨架的核苷酸类似物,它不带电荷,杂交特异性强,能抵抗核酸酶及蛋白酶的降解,因此可作为杂交探针用于疾病诊断,或作为反义试剂进行基因治疗的探索。本文主要对肽核酸的合成及其在分子杂交中的应用做一综述。     

修饰性肽核酸的细胞转运

肽核酸是人工合成的寡核苷酸类似物,以N-(2-氨乙基)甘氨酸结构单元替代DNA分子中的戊糖-磷酸结构。与天然核酸相比,肽核酸可以更高效地与DNA或RNA特异性杂交,在分子生物学和基因药物领域具有良好的应用前景。但是,肽核酸骨架呈电中性,难以高效穿过细胞膜,这成为工程应用的最大障碍。为了改善肽核酸的细胞转运性能,对肽核酸进行化学修饰是近年来的研究热点。结合近十年来文献报道和本实验室的工作,对肽核酸的骨架修饰和配合物结合修饰两类增强细胞转运的修饰方法进行综述,并对修饰性肽核酸细胞转运研究中存在的问题以及未来的研究趋势及其应用提出了见解。     

Takayama pulchellum原位增长率测定的研究

现今用于测定有害藻华生物原位增长率的方法很难在现场进行有效地应用,因此我们尝试采用基于rRNA、叶绿素和总蛋白质浓度的定量测定方法来估算其细胞增长率.本研究重点对Takayama pulchellum细胞株(TPXM)的rRNA含量和特定生长率的关系进行了探索.用荧光标记的肽核酸探针结合全细胞杂交方法,结合流式细胞仪和专业图像分析软件对T.pulchellum单细胞水平的rRNA进行了定量检测.结果表明不同生长阶段的T.pulchellum单细胞rRNA水平与其相应的细胞特定生长率有较好的相关关系(R2=0.7293,p＜0.01,n=14),单细胞蛋白质含量、rRNA水平与同步后的细胞周期变化情况也有较好的相关关系(R2＝0.6984,p＜0.01,n=14).上述结果提示单细胞rRNA含量可作为指示细胞周期变化和细胞特定生长率的较好指标.     

肽核酸(peptide nucleic acid,PNA)阵列

肽核酸(PNA)以N—(2—氨基乙基)甘氨酸替代DNA分子中的磷酸戊糖骨架。它能特异性地识别与DNA、RNA所形成的杂交体。PNA—DNA、PNA—RNA的热稳定性要比相应的DNA—DNA、DNA—RNA高,而且PNA识别单碱基的能力强于DNA和RNA,使之在微阵列,尤其是SNP检测领域有着广泛的应用前景。本文简述了PNA阵列从探针设计、阵列合成、杂交和检测的全过程。     

Sortase A介导的(S)-羰基还原酶Ⅱ寡聚体高效立体选择性转化(S)-苯基乙二醇

【目的】以金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的sortase A为"分子订书机",用于(S)-羰基还原酶Ⅱ分子之间的连接,获得催化功能与稳定性增强的氧化还原酶寡聚体,高效催化2-羟基苯乙酮,合成(S)-苯基乙二醇。【方法】从S.aureus基因组中克隆sortase A基因,在大肠杆菌中表达,通过镍柱和凝胶层析纯化重组酶,获得纯酶sortase A。通过基因工程手段在(S)-羰基还原酶Ⅱ的C末端添加GGGGSLPETGG序列,蛋白纯化获得(S)-羰基还原酶Ⅱ-GGGGSLPETGG,摸索了sortase A催化(S)-羰基还原酶Ⅱ-GGGGSLPETGG的分子连接,形成(S)-羰基还原酶Ⅱ寡聚体的最佳条件,并研究了寡聚体酶学性质及生物转化(S)-苯基乙二醇的效率。【结果】(S)-羰基还原酶Ⅱ寡聚体比酶活力为38.5 U/mg,比原始型(S)-羰基还原酶Ⅱ提高了6倍,最适反应温度为50°C,最适pH为6.0,在50°C放置1 h后酶活仍旧保持90%以上;蛋白质变性实验结果显示,(S)-羰基还原酶Ⅱ寡聚体的变性温度为60.1°C,比原始酶提高了10°C;生物转化结果显示(S)-羰基还原酶Ⅱ寡聚体在3 h内完全转化5 g/L 2-羟基苯乙酮,产生光学纯度为100%的(S)-苯基乙二醇,相比于重组大肠杆菌(S)-羰基还原酶Ⅱ全细胞催化时间缩短了16倍。【结论】本研究首次将sortase A应用于氧化还原酶的分子连接,显著提高了酶的催化效率和热稳定性,表明sortase在手性催化中有很大的潜在应用价值。