基于G4-配体的DNA模拟酶在生物传感中的发展与应用

摘要

鸟苷酸-四联体DNA(G4 DNA)是由富含串联重复鸟苷酸(G)的DNA或RNA序列形成的G4片层,并堆叠而成一类独特的核酸二级结构。G4 DNA结合多种特异性配体可形成具有催化过氧化氢活性的G4 DNA模拟酶(G4 DNAzyme)。由于G4 DNAzyme存在着序列构成简便灵活、适合多样传感平台检测等特点,其在新型生物传感方法研发、医学检测新技术研究等领域中应用前景广阔。本文主要依据G4 DNA结合配体的不同,对近年来新发展出的G4 DNAzyme进行分类与回顾,归纳为含氯化血红素(hemin)的G4-Hemin DNAzyme与非G4-Hemin DNAzyme。前者是目前G4 DNA模拟酶的研究主流——本文主要归纳了G4-Hemin DNAzyme在金属阳离子、生物小分子及生物大分子的检测分析方向上所取得的重要研究进展,并阐述其在生物传感领域的影响和优势;后者中的配体则主要包括金属阳离子N-甲基吗啡啉(4-methylmorpholine,NMM)、硫磺素T(thioflavin T,ThT)及新型金属配体(Cu2+Ce3+)等。本文归纳其构成多样的G4 DNAzyme在生物传感领域、医学检测方向的最新研究进展与应用实例。全文最后对G4 DNAzyme的未来研究方向,以及进一步提高其催化检测灵敏度和准确性的积极作用提出展望。