《新型可控核酸凝聚試劑的設計、機理及體外活性研究》是依託北京化工大學，由李超擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：新型可控核酸凝聚試劑的設計、機理及體外活性研究
- 依託單位：北京化工大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李超
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
設計、合成有效的DNA凝聚劑是非病毒載體介導基因轉染的關鍵步驟，DNA的凝聚使其跨越膜屏障、免受核酸酶分解成為可能。具有良好凝聚及釋放作用的有機分子是設計安全、高效的非病毒基因載體的關鍵。本課題設計合成了一系列從簡單到複雜的多胺類可控核酸凝聚試劑，採用凝膠電泳、原子力顯微鏡、圓二色光譜等方法對凝聚試劑與核酸相互作用的過程及形態進行實時跟蹤分析，捕捉凝聚-釋放的轉變條件及關鍵影響因素，闡明凝聚分子結構與單分子凝聚或多分子聚集作用的構效關係，並進行細胞毒性、細胞攝入能力及轉染效率研究。在前期實驗結果的基礎上進一步完善核酸可控凝聚試劑的結構改造，利用二維核磁共振技術結合計算機輔助設計闡明和驗證凝聚過程作用機制，探索調控凝聚釋放的有效方法，從理論上豐富了核酸凝聚劑的內容，為進一步拓展多胺類核酸凝聚劑提供了新的思路和方向。
結題摘要
通過化學合成的方法構建功能性小分子作為核酸凝聚試劑用以調控核酸的凝聚及凝聚行為的可控釋放是一項具有重要科學意義及套用前景的工作。首先，以環狀多胺，線性多胺，剛性平面多胺，以及雙核多胺分子作為模型化合物，通過不同官能團及不同位置的側鏈修飾，包括乙基、乙醯基（鄰位羰基）、α-羥乙基（鄰位羥基）、丙酮基（間位羰基）、β-羥基丙基（間位羥基）等，構成一系列新型小分子核酸凝聚試劑；利用凝膠電泳、原子力顯微鏡、圓二色譜和Zeta電位等多種手段，分析了分子結構、體系離子強度和金屬離子等條件對可逆凝聚過程的影響，推測了溫度和離子強度雙重調控的可逆凝聚過程的作用機制，揭示出核酸凝聚和聚集的形成過程及形成條件的差異。其次，在上述研究基礎上，以類鹼基氮雜環分子為研究對象構建出自組裝膠束，並對所形成的穩定體系進行包括組成、比例、長度、手性等結構特徵分析，並對所形成膠束進行熱力學和動力學分析，探討可能的自組裝機制及分子結構特性，這不僅拓展了核酸凝聚試劑的研究思路，更為進一步的核酸系統的構建提供簡單有效的理論依據。
