G-四鏈體是由富含鳥嘌呤堿基的DNA或RNA序列通過Hoogsteen氫鍵作用形成的一種特殊的核酸二級(jí)結(jié)構(gòu)。其廣泛存在于原癌基因和人端粒DNA的啟動(dòng)子區(qū)域。G-四鏈體因其結(jié)構(gòu)的特殊性,使其具有潛在生物學(xué)價(jià)值,因此設(shè)計(jì)和發(fā)展G-四鏈體熒光探針尤其是適用于活細(xì)胞中G-四鏈體檢測探針,對(duì)生物醫(yī)學(xué)方面仍然具有巨大意義。圍繞靶向G-四鏈體熒光探針設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究,主要包括以下方面:設(shè)計(jì)并合成了一款特異性識(shí)別G-四鏈體的新型菁染料探針SCY-3。通過紫外-可見光譜和熒光光譜等方法表征了它能夠特異性地與DNA G-四鏈體作用,而與其它DNA結(jié)構(gòu)和其它生物活性分子幾乎不作用。同時(shí)利用Job Plot和熒光淬滅實(shí)驗(yàn)證明了其與DNA G-四鏈體的結(jié)合模式為:SCY-3通過末端堆積的方式1:1的結(jié)合在G-四鏈體的5′端。利用菁染料SCY-3能夠?qū)-四鏈體特異性識(shí)別的性質(zhì),將其應(yīng)用到細(xì)胞中,并實(shí)時(shí)監(jiān)測溶酶體自噬。該探針能夠?qū)?jīng)過細(xì)胞自噬后從線粒體經(jīng)過內(nèi)吞作用進(jìn)入溶酶體中的線粒體G-四鏈體進(jìn)行特異性識(shí)別,隨著細(xì)胞自噬的進(jìn)行,SCY-3的熒光強(qiáng)度逐漸增強(qiáng),由此實(shí)現(xiàn)了對(duì)溶酶體自噬的實(shí)時(shí)監(jiān)測。利用菁染料MTC對(duì)G-... 

【文章來源】：華北理工大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

-四鏈體的結(jié)構(gòu)和構(gòu)象[2]

第1章文獻(xiàn)綜述-3-圖1G-四鏈體的結(jié)構(gòu)和構(gòu)象[2]Fig.1StructureandconformationofG-quadruplex[2]1.2G-四鏈體生理功能G-四鏈體主要分布在端粒和啟動(dòng)子區(qū)域，各個(gè)區(qū)域的生理功能各不相同。1.2.1端粒G-四鏈體端粒是真核生物染色體末端的結(jié)構(gòu)，包括重復(fù)的DNA序列及其各種相關(guān)蛋白（庇護(hù)蛋白復(fù)合物），維持端粒必需的POT1和TRF2，保護(hù)端粒DNA免受DNA修復(fù)機(jī)制的影響，并且還可以調(diào)節(jié)哺乳動(dòng)物的端粒酶活性[16]。端粒區(qū)域G-四鏈體由重復(fù)序列(TTAGGG)n組成，末端有30個(gè)突出端（200±75個(gè)核苷酸）[17-18]。端粒序列的長度隨著DNA復(fù)制而逐漸縮短，從而限制了細(xì)胞的生長和增殖[19]。圖2端粒區(qū)域G-四鏈體結(jié)構(gòu)形成抑制端粒酶結(jié)合DNA引物示意圖[19]Fig.2IllustrationofindirecttelomeraseinhibitionbyG-quadruplexstabilizingagentsattelomere[19]

′突出端區(qū)域的異常加工可能會(huì)賦予細(xì)胞永生性，因此端粒G-四鏈體被認(rèn)為是潛在的抑制端粒酶陽性腫瘤細(xì)胞的生物醫(yī)學(xué)靶點(diǎn)[20]。1.2.2啟動(dòng)子區(qū)域G-四鏈體生物信息學(xué)序列分析表明在人類基因組中也有存在能夠形成G-四鏈體的富含鳥嘌呤的區(qū)域[21-22]。此外，在基因轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游1kb處的啟動(dòng)子區(qū)域富集了大量能夠形成平行G-四鏈體的序列，這些啟動(dòng)子G-四鏈體形成與核酸酶超敏位點(diǎn)密切相關(guān)。目前推測這種基于啟動(dòng)子的G-四鏈體包括c-myc[23]、VEGF[24]、HIF-1α[25]、bcl-2[26]等可能在轉(zhuǎn)錄水平上直接參與基因調(diào)控。圖3C-myc啟動(dòng)子區(qū)域G-四鏈體調(diào)控基因表達(dá)示意圖[27]Fig.3IllustrationofG-quadruplexformedinc-mycpromoterregulationofthegeneexpression[27]C-myc是一個(gè)多功能轉(zhuǎn)錄因子，對(duì)調(diào)節(jié)真核細(xì)胞的生長、增殖、分化和凋亡起著至關(guān)重要的作用。在細(xì)胞中c-myc既可以充當(dāng)一些參與細(xì)胞增殖基因的轉(zhuǎn)錄激活因子，也可以同時(shí)充當(dāng)其他參與生長停滯的基因的轉(zhuǎn)錄抑制因子[27]。最近研究發(fā)現(xiàn)c-myc在細(xì)胞中的過度表達(dá)在各種人類惡性腫瘤（尤其是80%的實(shí)體瘤）中都有發(fā)生，因此促進(jìn)c-myc基因的下調(diào)是一種有效的癌癥治療方法[23]。血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）可以刺激新血管的形成，從而為原位腫瘤部位提供生長充足的氧氣和營養(yǎng)，進(jìn)而促進(jìn)癌細(xì)胞的增殖[28]。位于轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游969~975個(gè)核苷酸處的激素反應(yīng)序列（HRE，5′-ATACGTG-3′）可以調(diào)節(jié)VEGF基因的轉(zhuǎn)錄，以及靶向該基因的吡咯-咪唑聚酰胺（PIP），該序列通過干擾HRE結(jié)合轉(zhuǎn)錄因子（HIF-α）的結(jié)合而抑制VEGF基因表達(dá)[29]。原癌基因c-kit啟動(dòng)子編碼酪氨酸激酶受體，其功能是調(diào)節(jié)控制細(xì)胞的生長和增殖的信號(hào)[30]。格列衛(wèi)（伊馬替尼）是一種有效的c-kit激酶活性的體外和體內(nèi)抑制劑，在臨


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