无机离子对磷硫修饰DNA的碘催化断裂反应的显著影响

作者：胡坤灵; 汤若冰; 安然; 梁兴国^*

来源：中国海洋大学学报(自然科学版), 2022, 52(10): 68-75.

DOI：10.16441/j.cnki.hdxb.20220007

• 磷硫修饰DNA
• 碘氧化
• 核酸药物
• 基因保护
• 阳离子

磷硫修饰DNA(PT-DNA)的断裂反应常被用于检测微生物基因组中PT-DNA的含量，但其检测准确性有待提高。本文研究了Tris-HCl、HEPES、磷酸盐等缓冲溶液和阳离子的种类、浓度对碘断裂PT-DNA的影响，提出了Tris分子参与断裂反应的机制。研究发现，Tris分子能使单链PT-DNA的断裂收率从5%提升至70%以上。对于单链PT-DNA断裂，Na+、Mg2+和Ca2+等阳离子有显著的抑制作用；而双链PT-DNA断裂基本不受上述无机阳离子的影响。当用磷酸钠缓冲溶液代替Tris-HCl时，在低盐条件下PT-DNA只能产生微弱断裂，在高盐条件下双链状态PT-DNA的断裂反而获得了显著的提升；而改用HEPES缓冲液时，无论在高盐还是低盐条件下，PT-DNA的断裂效率都很低。研究结果表明，只有Tris分子结合了PT-DNA氧化后形成的亚磺酸基团才能实现高效断裂，而阳离子可通过调节Tris分子同亚磺酸基团的结合来影响断裂收率。PT-DNA的生物学功能可能是防止弱氧化剂对DNA的破坏(包括断裂或变异),并通过氧化应激启动抗氧化机制。本研究结果还表明，核酸药物在体内可能经氧化途径代谢或脱硫后被核酸酶分解，开发磷硫修饰的核酸类药物时需要考虑这一药物的代谢因素。

• 单位
  中国海洋大学