DNA-hemin过氧化物模拟酶体系的构效关系及应用研究

有关生物模拟酶的开发多年来一直是国内外的一个研究热点。DNA-氯化血红素（hemin）过氧化物模拟酶作为一类重要的DNA酶，其在各方面的应用研究越来越受到人们的广泛关注。而对于这类酶的构效关系等基本问题的研究则相对滞后，这也在一定程度上制约了其在应用研究方面的进一步发展。本项目将对DNA-hemin过氧化物模拟酶的构效关系等基本问题进行深入的研究，总结出规律性，为设计开发具有更高催化活性的DNA-hemin过氧化物模拟酶提供必要的理论基础。在此基础上，开发该模拟酶的应用新领域，并对开发的方法进行系统的表征和完善。同时，对该模拟酶在端粒酶活性分析、基因诊断及基因突变诊断方面的应用进行进一步的研究，通过开发新的探针设计方案，力争建立起高灵敏度、高特异性的端粒酶活性分析、基因诊断及基因突变诊断的新方法。

在对G-四链体-hemin DNA酶的构效关系进行研究的基础上，开展了化学及生物传感器的设计研究工作。取得的研究成果如下：（1）发现Ag+可以作为一种广谱的G-四链体破坏试剂，并以此为基础设计了Ag+及半胱氨酸传感器；（2）发现了ATP对四链体-hemin DNA酶的增敏作用，并对作用的机理进行了讨论。在此基础上，利用ATP对ABTS+自由基的稳定作用，建立了一种简便的抗氧化剂活性检测及筛选方法；（3）利用G-四链体DNA酶，建立的一种简便、价廉的基因及基因突变诊断新方法；（4）利用G-四链体DNA酶，设计了一系列金属离子（如K+、Ag+、Hg2+）及生物小分子（如半胱氨酸及ATP）传感器；（5）研究了G-四链体DNA酶的构效关系，找寻了几点规律性，从而为高效的G-四链体DNA酶的进一步设计提供了依据。（6）建立了一种可逆的、可进行连续逻辑操作的G-四链体DNA IMPLICATION逻辑门；（7）利用Pb2+特异性的RNA裂解酶，设计了一种高灵敏度、高特异性的Pb2+传感器。本项目共发表SCI收录论文13篇，其中影响因子大于5.0的有7篇，授权发明专利2项。