我校研究团队设计发现高选择性的荧光蛋白核酸类似物

2020-01-13 投稿人 : www.chacha360.com 围观 : 1995 次

南湖新闻网(通讯员高昊)2019年2月13日,核酸研究公司(NucleicAcids Research)在网上发布了由我们学校生物物理化学实验室灯州的一组教授设计和发现的高选择性荧光蛋白核酸类似物。在“荧光探针选择性识别c-MYCPu22 G-四重x”的课题下,基于团队的特殊结构,详细介绍了c-MYC Pu22G-四重x。经过筛选和优化,发现了一种能够在体外和细胞内选择性识别碳-MyCP22G-四链体的荧光探针。同时,以探针和c-MYCPu22 G-四链体复合物为荧光反应的核心构建荧光核酸,并成功跟踪作用于细胞的功能核酸适体。“荧光蛋白”的发现极大地促进了人们对蛋白质功能的理解。像蛋白质一样,核酸在细胞中有许多功能,但是到目前为止还没有类似荧光蛋白质的荧光核酸的报道。外源荧光小分子对核酸的识别可用于功能核酸的研究,但由于缺乏选择性,它不能特异性识别特定的功能核酸。团队成员发现,大多数外来荧光探针和核酸的识别是基于小分子和核酸内部形成的G-四链体之间的相互作用,这也导致荧光探针对基因组中广泛存在的G-四链体缺乏选择性。在c-MYCPu22 G-四链体的3’环和G-四链体平面之间形成一个特殊的配体结合口袋。基于修饰的口袋,团队发现了一种荧光探针,通过计算机虚拟筛选、实验检测、合成和修饰,可以在体外和细胞内选择性识别c-MYC Pu22G-四链体。基于探针和c-MYCPu22 G-四链体复合物构建的荧光核酸成功地跟踪了选择性作用于人肺癌细胞A549细胞膜的功能适体SL1。

分子动力学和作用机制研究表明,这种高选择性和强荧光反应源于探针分子和c-MYC Pu22G-四链体的动态识别。识别过程由三部分组成:动态匹配、诱导拟合和热力学积累。这一发现为选择性识别G-四链体的配体的发现奠定了理论基础。发现的高选择性荧光蛋白核酸类似物也有望广泛用于生物分子跟踪、成像和临床诊断。

翟千千博士,科学系的一名年轻教师,丁秦杰博士,一名博士生和一名硕士研究生,是这篇论文的共同主要作者,邓果教授是这篇论文的通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、学校人才创业基金、自主创新基金、生物医学专项基金、中国科学院上海有机科学研究所、北京分子科学国家实验室开放基金和湖北省自然科学基金等项目的支持。

article link: . oup . com/NAR/advance-article/doi/10.1093/NAR/gkz 059/

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