硫黄素T与侧翼连接双链DNA的G-四链体高特异性作用

作者：周蔚; 李运超; 范楼珍; 李晓宏^*

来源：Acta Physico - Chimica Sinica, 2022, 38(04): 91-98.

• 硫磺素T
• G-四链体
• 钾离子
• 钠离子
• 双链DNA

富G碱基的DNA序列在离子诱导下可形成G-四链体(G4)，基于这一构型转化设计了大量的传感检测平台。其中的荧光检测平台是基于G4与荧光小分子的相互作用。但是，G4与荧光小分子的有效结合依赖于G4构型和体系中存在的离子种类和离子浓度，尤其是高Na+浓度(140mmol·L-1)。那么如何实现G4与荧光小分子普适性地有效结合，并不依赖于体系中的Na+和Na+浓度，是一个难题。在本研究中，以最简单的富GDNA序列凝血酶适体链TBA(thrombin binding aptamer)为例，在3’端和5’端分别增加10个碱基(TBA-10bp),K+诱导TBA-10 bp形成K+稳定TBA (K+-TBA,G4)并衔接含有10个互补碱基对的双链DNA(K+-TBA-10bp)。相较于K+-TBA，硫磺素T与K+-TBA-10bp结合后的荧光强度增加了100倍，相互作用强度增加了1000倍，而且与体系中的Na+(5–140mmol·L-1)无关。结合荧光光谱，紫外吸收光谱和圆二色光谱发现硫磺素T特异性的嵌合于K+-TBA和双链DNA衔接处的空腔内。有趣的是，这一结合模式不受G4构型的影响。该研究结果为研究G4与荧光小分子的有效结合提供了新视角，也为拓展G4在生物功能和生化检测领域的应用提供了实验依据。

• 单位
  北京师范大学