[发明专利]一种利用糖苷酶和氧胺化合物修饰DNA的方法

说明书

本发明公开了一种利用糖苷酶和氧胺化合物修饰DNA的方法，包括如下步骤：固相合成带有非典型碱基的DNA链；该带有非典型碱基的DNA链在选择性识别非典型碱基的糖苷酶的催化下，反应产生带有缺碱基位点的DNA链；带有缺碱基位点的DNA链与氧胺化合物反应，生成带有化学官能团修饰的DNA。该方法可以实现对DNA进行多样化定点修饰，对功能DNA的碱基结构‑功能关系进行研究，构建更强活性的功能DNA。本方法简单易用，可以降低修饰的成本，减少修饰所需的时间；修饰后的功能DNA活性更高，能够为生物技术和疾病诊疗提供更好的工具分子。

技术领域

本发明涉及一种利用糖苷酶和氧胺化合物修饰DNA的方法，尤其涉及一种利用糖苷酶和氧胺化合物修饰功能DNA的方法。

背景技术

功能DNA是由科学家经过体外筛选获得的、折叠形成稳定三维结构的、具有结合能力或催化活性的DNA。通常，功能DNA包括DNA适体和脱氧核酶。DNA适体能够结合特定的靶点，例如蛋白、小分子等，能够用于靶点检测和蛋白功能调控等。脱氧核酶能够催化各种各样的化学反应，能够应用于化合物制备、离子传感器、分子检测和基因沉默等。功能DNA的应用范围广泛，被用于制作各种传感器和疾病的诊断治疗领域。

尽管功能DNA具有这些优点和应用，但是跟组成蛋白质的基本单元氨基酸侧链相比，天然DNA的碱基所拥有的官能团种类较少，所以天然DNA的功能范围和应用场景仍然相对有限。针对这一问题，可以通过对DNA的碱基进行化学修饰，引入更多样的化学官能团来解决。现有的DNA修饰方法主要是使用合成化学的手段制备含各类官能团的修饰碱基单体，在固相合成过程中使用这些含修饰碱基的DNA单体，最终产生含定点化学修饰的DNA链。这种方法能够为DNA引入更多的官能团，但是合成方法步骤繁多，所需反应条件较为苛刻，对可合成的官能团种类带来限制，同时所需材料成本和时间成本较高。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为DNA的修饰提供一种简单易得、低成本、耗时短的修饰方法。

技术方案：本发明的糖苷酶和氧胺化合物的DNA修饰方法，包括如下步骤：

(1)固相合成带有非典型碱基的DNA链；

(2)该带有非典型碱基的DNA链在选择性识别非典型碱基的糖苷酶的催化下，反应产生带有缺碱基位点的DNA链；

(3)带有缺碱基位点的DNA链与氧胺化合物反应，生成带有化学官能团修饰的DNA。

在进行特定位点修饰特定氧胺化合物后的功能性DNA可以具有更好的功能性。

同时，可以通过正交的糖苷酶实现对多种非典型碱基的去除和多种氧胺化合物的修饰，实现对同一条DNA链的多个位点修饰多种不同的氧胺化合物。

由于本方法可以使用的糖苷酶可以是商业化出售的尿嘧啶DNA糖苷酶等，氧胺化合物也可以直接使用市售常见氧胺化合物，因此原料易得。

步骤(2)的缺碱基位点为糖苷酶处理后失去碱基的糖环位点。步骤(2)中的孵育和分离时间在2小时内就可以实现，步骤(3)中的氧胺化合物与含有缺碱基位点的DNA反应单一且迅速，可以在半小时内完成，因此整个修饰流程可以很快完成。

不同糖苷酶特异性针对DNA中相应非典型碱基去除并得到缺碱基位点。将多个相同非典型碱基引入到同一条DNA链，可以在多个位点同时引入多个相同的官能团修饰。将正交的多个非典型碱基引入到同一条DNA链，顺序使用多种糖苷酶处理和氧胺化合物处理，得到不同位点含不同修饰的DNA。

步骤(1)中非典型碱基有尿嘧啶、次黄嘌呤、3甲基腺嘌呤、3甲基鸟嘌呤、7甲基鸟嘌呤或氧桥鸟嘌呤等中的一种或几种，步骤(2)中糖苷酶有尿嘧啶DNA糖苷酶、甲基化嘌呤DNA糖苷酶或8-桥氧鸟嘌呤DNA糖苷酶等中的一种或几种。

步骤(1)的具体包括：设计具体的修饰位点并选择相应非典型碱基，合成相应DNA单链和对应互补DNA单链。