合肥研究院在功能生物大分子檢測和成像研究中取得進(jìn)展

　　近兩年，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院技術(shù)生物與農(nóng)業(yè)工程研究所副研究員張立云課題組圍繞分子探針技術(shù)在功能生物大分子檢測和成像方面開展了一系列研究。近日，課題組的研究結(jié)果刊載在英國皇家學(xué)會期刊Chemical Communications 的2016年新興PI專欄中。基于該工作的重要性，相關(guān)文章被選為該?？姆饷妫▓D3）。

　　課題組選擇具有重要功能的蛋白酶（銅鋅超氧化物歧化酶和結(jié)核分支桿菌重組蛋白A intein）為研究靶標(biāo)，先后與新加坡國立大學(xué)和英國愛丁堡大學(xué)研究人員合作，利用DOFLA 技術(shù)發(fā)展了新型的小分子熒光探針。通過靶標(biāo)與熒光分子的特異性結(jié)合，解聚誘導(dǎo)（圖1）或控制分子旋轉(zhuǎn)的作用機(jī)制將原本很弱的發(fā)射熒光提高到幾十倍甚至上百倍，這就為體外檢測這些蛋白提供了新的工具和方法。特別是SODO探針不僅可以高選擇性地識別ROS 體系中的酶，還能區(qū)分SOD酶中的不同亞型。其靈敏的體內(nèi)成像性能將為研究Cu/Zn SOD相關(guān)疾病和炎癥過程提供新的研究思路（圖2）。

　　與此同時，DNA尤其是aptamer二級結(jié)構(gòu)的檢測也是課題組研究的重點(diǎn)。相比于傳統(tǒng)的雙螺旋DNA結(jié)構(gòu)，DNA G-四聯(lián)體二級結(jié)構(gòu)的形成、拆散以及不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之間的轉(zhuǎn)變涉及到體內(nèi)一些重要生理過程（如細(xì)胞凋亡、細(xì)胞增殖、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和腫瘤形成等）的調(diào)控。課題組成員通過組合化學(xué)的方法建立了基于Cy5熒光團(tuán)的分子文庫，該文庫中的化合物CyC-M716可高選擇性地識別平行G-四聯(lián)體結(jié)構(gòu)中的特殊loop結(jié)構(gòu)（圖4），為研究DNA 二級結(jié)構(gòu)變化提供了新的手段。

　　相關(guān)研究工作得到了“973”計(jì)劃項(xiàng)目和國家自然科學(xué)基金等課題的資助。　

圖1. InR探針特異性識別intein蛋白的作用機(jī)制圖

圖2. 炎癥發(fā)生時斑馬魚體內(nèi)的Cu/Zn SOD的成像圖

圖3. SODO探針特異、靈敏地實(shí)現(xiàn)Cu,Zn-SOD的體外檢測和活體成像

圖4. CyC-M716與J19結(jié)合的結(jié)構(gòu)示意圖