利用Mn-MOF孔道特性精准识别三种嘌呤
马建功/顾勤奋/程鹏:利用Mn-MOF孔道特性精准识别三种嘌呤
研究亮点
1.
利用Mn-MOF无需后修饰实现对N6-mA在内的三种嘌呤碱基的同步定量识别。2.
首次实现真核生物DNA中所有三种已知嘌呤碱基的电化学识别。3. 利用同步辐射和DFT计算展现了Mn-MOF与嘌呤分子之间的主客体相互作用。
MOFs应用于N6-mA
检测的潜力与优势
嘌呤是DNA的基本组成部分，因此对其的识别和区分是基因工程、分子生物学和生命进化研究的重要方向之一。传统的研究认为真核生物DNA中只存在腺嘌呤
(A)
和鸟嘌呤
(G)
两种嘌呤碱基，而最近的研究成果中却发现N6-甲基腺嘌呤
(N6-mA)
可能是第三种存在于真核生物DNA中嘌呤碱基，因此对其检测识别具有非常重要的意义。目前能用来检测N6-mA的手段主要包括：N6-mA甲基化DNA免疫沉淀测序
(MeDIP-seq)、单分子实时测序
(SMRT)、超高效液相色谱-三重四极杆质谱联用多反应监测
(UHPLC-MRM-MS/MS)
分析等。这些方法都存在成本高、需要繁琐的预处理步骤以及对操作要求高等问题，限制了它们在常规研究中的使用。因此，亟需一种新型的低成本省时的方法来识别检测N6-mA。
金属有机框架材料（MOFs）是一类多孔络合物，在环境修复、储存、分离、生物、催化、离子和分子识别等领域都有非常广泛的应用。由于MOFs本身具有孔道构造尺寸可控，比表面积大，可引入不同功能的取代基等优点，因此能够实现对特定物质的主动捕获与相互作用，这种主体-客体之间的相互作用可以被一些快捷检测手段（例如光致发光和电化学）捕捉到，从而实现对待测物的检测。另外，高分辨同步辐射技术的应用可以深入探究MOF孔道与客体分子之间相互作用的机理。
成果简介
近日，南开大学马建功教授、程鹏教授课题组设计合成了一种新型Mn-MOF材料，利用该Mn-MOF与嘌呤分子之间的主-客体相互作用的差异实现了同时定量识别包括N6-mA在内的真核生物DNA中所有三种已知嘌呤碱基分子。通过与澳大利亚ANSTO同步辐射专家顾勤奋教授合作，利用同步辐射技术和DFT计算深入研究了MOF孔道与客体分子之间相互作用的机理。
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