[发明专利]一种特异性检测平行构型G-四链体DNA探针的制备方法

说明书

本发明公开了一种特异性检测平行构型G‑四链体DNA探针的制备方法，属于生物探针技术领域。涉及探针的具体结构式为：所述探针制备步骤简单，原料易得，同时其荧光背景低。通过紫外分光光度计和荧光分光光度计可实现对平行构型G‑四链体DNA的快速双功能特异性检测。克服了传统检测方法的单一、并且难以区分不同构型G‑四链体DNA的缺陷，在生物化学、分子生物学等领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种新型双功能探针的构建及其制备方法和用途，属于生物探针技术领域。

背景技术

G-四链体DNA是一种特殊的DNA结构，是富含鸟嘌呤DNA序列在一定条件下由自身四个鸟嘌呤环通过Hoogsteen氢键自组装成G-四分体，两个或多个G-四分体通过π-π堆积作用进而形成的一种高级DNA二级结构。根据G-四链体中四条链的走向，可以将G-四链体分为三种不同的结构，即平行、反平行和混合型结构。近年来生物信息学的研究表明，在人体内大约有37万组可能形成G-四链体结构的富含鸟嘌呤的基因序列，特别是在人体端粒末端和癌基因启动子区(如c-myc、ckit、bcl-2、Pu27、kRAS、VEGFR、TERT等)较为常见。这种“新”的DNA结构广泛分布于真核生物基因组中，如端粒末端、rDNA和基因启动子区。生物学功能研究表明该结构涉及DNA复制、端粒维持、基因表达与调控等过程，并与细胞的增殖和凋亡，肿瘤的发生和发展密切相关。然而，迄今为止仅有少数G-四链体DNA的功能得到详细研究。因此，具有特异性识别G-四链体DNA结构探针分子的构建及相关作用研究，将为理解该结构在基因中的分布、功能和机制奠定基础，这也为特异性调控细胞生物学行为提供了一个新的契机。

荧光成像作为一种直观、原位的可视化观测技术在分子检测方面得到了广泛的应用。其中，以有机荧光团为基础的分子荧光探针具有灵敏度高、操作简便、重现性好等优点，可方便用于生物体系中目标分子的原位实时无损伤检测，并用于监控活细胞与活体中生物分子及其生物过程，日益成为现代生命科学和疾病诊断等领域不可或缺的分子工具。迄今为止，许多靶向G-四链体DNA结构的小分子探针在体外甚至体内的检测取得很多重要的研究进展。但由于复杂的体内环境，在实际应用时需要解决更多的难题。G-四链体DNA结构在整个基因组中含量甚微，几乎淹没在双螺旋DNA的海洋中。不仅如此，G-四链体DNA二级结构复杂多样，包括平行、反平行和混合等构型。因而，探针分子能够选择性检测G-四链体DNA结构甚至其中的一类构型的报道资料并不多。大部分报道的探针检测G-四链体DNA构象研究的手段比较单一，干扰性也较大。

近年来，氟硼二吡咯分子(BODIPY)是研究和应用广泛的理想生物荧光探针，其具有生物毒性低、荧光特性可调节、对环境不敏感及光热稳定性强等优异的光学性能。申请人前期合成了一系列功能侧链缀合的芳基乙烯类化合物，其对G-四链体DNA具有较好的结合能力。申请人将功能侧链结合到氟硼二吡咯骨架结构中，得到了一种新型的具有双功能检测平行构型的G-四链体DNA探针分子。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种具有双功能检测平行构型G-四链体DNA探针的合成方法及其应用。

本发明提供所述一种具有双功能检测平行构型G-四链体DNA探针，其结构式如下：

本发明所述一种具有双功能检测平行构型G-四链体DNA探针的制备方法，反应方程式如下：

本发明所述一种具有双功能检测平行构型G-四链体DNA探针的制备方法，按照下述步骤进行：

(1)在氮气保护下，以无水二氯甲烷为溶剂，将醚氧链修饰的对羟基苯甲醛(化合物1)与2,4-二甲基吡咯、2,3-二氯-5,6-二氰基对苯醌、三氟化硼二乙醚、三乙胺按摩尔比为1:2:1:30:35，室温搅拌反应，分离纯化产物，得到化合物3。化合物3的结构式为：