《DNA手性自組裝調控對映異構體選擇性結晶研究》是依託天津大學，由付雁擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：DNA手性自組裝調控對映異構體選擇性結晶研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：付雁
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
以鹽酸普萘洛爾、布洛芬等藥物的手性拆分為套用背景，本課題擬研究生物大分子DNA自組裝結構手性特徵的調節規律，針對不同藥物對映異構體，設計構建具有不同識別位點和立體選擇性的核酸手性模板；研究不同對映異構體在手性模板誘導下的成核生長機理，最佳化降溫速率、溶劑組成、晶種類型等結晶條件，以實現基於DNA手性識別的對映異構體的擇優結晶拆分。本課題首次基於核酸組裝結構的手性識別特徵，研究開發用於藥物對映體拆分的新途徑，研究成果可以促進醫藥結晶和手性拆分技術的發展；而且核酸手性自組裝規律與藥物對映體的手性識別機理對於分子生物學的研究也具有重要意義。
結題摘要
本項目系統研究了生物大分子在對映異構體分離及納米酶仿生合成中的套用。一方面，研究通過金屬離子與富含GC鹼基對的雙鏈DNA的配位模式來構建DNA手性拆分劑，用於氧氟沙星對映體的拆分。金屬離子Mg2+, Ni2+, Cu2+, Ag+, Pt2+，通過與DNA的不同結合模式用來調節手性拆分效果。外消旋氧氟沙星溶液經DNA-Cu(II) 複合物([Cu2+]/[base]=0.1)的吸附後，滲透液中R-對映體的最高對映體過量值可達59%，而經DNA-Ni(II) 複合物 ([Ni2+]/[base]=0.2) 的吸附後，滲透液中的最高對映體過量值為28% (R)。其他金屬離子Mg2+, Ag+，Pt2+不能增強DNA的手性識別能力。由於Cu(II)配位的DNA對氧氟沙星對映體具有可逆回響識別，可設計一種程式化的吸附-脫附過程，分別對R-和S-對映體進行高效富集，經過三級操作，對映體過量值分別達到85% (R)和78%(S)。S-氧氟沙星更易於誘導多聚核酸結構的局部扭曲，此時S-氧氟沙星與DNA-Cu(II)的結合常數比R-型高 3倍。當Cu2+/鹼基摩爾比為0.1時，藤黃微球菌DNA-Cu(II)複合物對左旋和右旋氧氟沙星具有最大的飽和吸附容量，分別為0.34 μmol/mg和0.28 μmol/mg。 另一方面，利用DNA與Cu2+的配位模式合成了具有過氧化物酶活性的DNA-Cu(II)複合物。利用GpG-DNA-Cu(II)複合物的過氧化物酶活性可定量檢測水溶液中的Cu2+，線性範圍為1.2~100 nM，下限為1.2 nM。同時，利用G20-Cu(II)研發了鹼性磷酸酶的比色檢測法，線性範圍為20 ~ 200 U/L，檢測限為0.84 U/L。其次，利用富G/C的寡核苷酸序列作為成核模板調控合成了粒徑分布在1.7~2.9 nm的Pt納米糰簇，納米Pt的表面電子結構、粒徑大小與DNA模板的序列組成、Pt前驅體種類以及[前驅體]/[DNA]摩爾比密切相關。進而，實驗採用富胞嘧啶寡核苷酸為模板，合成了雙金屬AuxPty納米酶。Au2Pt1對半胱氨酸、高半胱氨酸的檢測限分別為3.5 nM、1.6 nM。最後，實驗合成了具有過氧化酶活性、粒徑1.4~3.5nm的谷胱甘肽包覆的鈀納米顆粒。以鈀納米酶用來比色檢測Ag+，其檢測下限為1.2 nM。
