有机溶剂体系中刺激响应性RNA切割型脱氧核酶的工程化

摘要

引入新的识别元件对脱氧核酶(DNAzyme)进行工程化是拓展其应用范围的重要途径,但这依赖于对其可工程化位点的系统表征.为此,本文对前期发现的需要有机溶剂的RNA切割型脱氧核酶（RNA-cleaving DNAzyme, RCD,名为E3)进行工程化改造,在其不同区域发现了多个可工程化位点,并构建了多种刺激响应性RCD.首先,在可变区域将E3劈成两半,通过设计“DNA拉链”构建多组分酶(Multiple component DNAzyme,MNAzyme)的策略,在可变区鉴别了6个可用于工程化的位点;接着在可变区成功设计了由单个外加的DNA序列激活的MNAzyme系统;进一步在E3的底物结合臂发现了另一个可用于设计MNAzyme的区域,并设计了一系列需2个DNA引发剂同时存在才能激活的三组分酶系统.所有MNAzyme系统在35%(体积分数) DMSO和30%(体积分数)乙醇溶液中都有极高的选择性和极低的背景值,多种MNAzyme和引发剂共存体系中的反应信号接近单个引发剂产生信号的加和.本研究为在含有机溶剂的应用场景中构建响应性RCD探针提供了平台.

关键词

脱氧核酶 / 刺激响应性 / 有机溶剂 / 分子工程 / 多组分酶