[发明专利]一种能够循环使用的DNA分子逻辑门电路及其构建方法和应用

权利要求书

1.一种能够循环使用的DNA分子逻辑门电路，其特征在于，包括DNA折纸基底、定位链、第一功能链、第一催化链、第一燃料链和第一核酸内切酶；

所述第一燃料链包括顺次连接的F1链、第一核酸内切酶酶切位点和F2链；所述第一燃料链为单链结构；

所述第一功能链为双链结构；所述第一功能链的一条链包括顺次连接的F1链、第一核酸内切酶酶切位点和F2链；所述第一功能链的另一条链包括顺次连接的燃料互补链和I链互补连；

所述第一催化链包括顺次连接的I链和F1链；

所述F1链经过荧光基团修饰；

所述F2链经过猝灭基团修饰；

所述第一功能链通过与定位链连接固定在DNA折纸基底上；

所述第一催化链通过与定位链连接固定在DNA折纸基底上；

所述第一核酸内切酶在第一功能链上的第一核酸内切酶酶切位点处进行酶切；所述第一催化链引发链位移，与第一功能链上的F2链、第一功能链上的燃料互补链、第一功能链上的I链结合形成复合物；所述第一功能链上的F1链游离，产生荧光信号；

通过加入第一燃料链，将所述复合物中的F2链和第一催化链替换，形成完整的新的第一功能链；原来第一功能链上的F2链游离，所述第一催化链复位。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述DNA分子逻辑门电路还包括第二功能链和第二燃料链；

所述第二燃料链包括顺次连接的顺次连接的F1链、核酸内切酶酶切位点和F2’链；所述第二燃料链为单链结构；

所述第二功能链为双链结构；所述第二功能链的一条链包括顺次连接的F1链、核酸内切酶酶切位点和F2’链；所述第二功能链的另一条链包括顺次连接的第二燃料互补链和I链互补链；

所述F2’链经过猝灭基团修饰；

所述第二功能链通过与定位链连接固定在DNA折纸基底上；

所述第二功能链与第一功能链分别位于催化链的两侧；

所述核酸内切酶在所述第二功能链上的核酸内切酶酶切位点处进行酶切；所述催化链引发链位移，与所述第二功能链上的F2’链、所述第二功能链上的第二燃料互补链、所述第二功能链上的I链结合形成复合物；所述第二功能链上的F1链游离，产生荧光信号；

通过加入第二燃料链，将所述复合物中的F2’链和催化链替换，形成完整的新的第二功能链；原来功能链上的F2’链游离，所述催化链复位。

3.一种权利要求1所述电路的级联电路，其特征在于，还包括第三功能链和第三燃料链；

所述第三功能链为双链结构，所述第三功能链的一条链包括顺次连接的H1链、第三核酸内切酶酶切位点和H2链；所述第三功能链的另一条链包括顺次连接的H2链互补链和I链互补链；

所述第三燃料链为单链结构，所述第三燃料链包括顺次连接的I链、H1链互补连、第三核酸内切酶酶切位点和H2链互补链；

所述H1链经过荧光基团修饰；

所述H2链经过猝灭基团修饰；

所述催化链包括顺次连接的I链和H1链；

所述第三核酸内切酶在所述第三功能链上的核酸内切酶酶切位点处进行酶切；所述催化链引发链位移，与所述第三功能链上的H2链、所述第三功能链上的H2链互补链、所述第三功能链上的I链结合形成复合物；所述第三功能链上的H1链游离；

通过加入第三燃料链，将所述复合物中的H2链和催化链替换，H2链游离，所述催化链复位，所述第三燃料链连接在所述第三功能链形成第三复合物；

所述第一核酸内切酶在第一功能链上的第一核酸内切酶酶切位点处进行酶切；所述第三复合物引发链位移，与第一功能链上的F2链、第一功能链上的第一燃料互补链、第一功能链上的I链结合形成第四复合物；所述第一功能链上的F1链游离，产生荧光信号；

通过加入第一燃料链，将所述第四复合物中的F2链和第一催化链替换，形成完整的新的第一功能链，原来第一功能链上的F2链游离，第三功能链复位。

4.权利要求1～3任意一项所述的电路，其特征在于，所述DNA折纸基底通过生物素链与磁珠连接。

5.权利要求1～3任意一项所述的电路，其特征在于，所述第一功能链、第二功能链或第三功能链的浓度为≤10nM。