胶体金检测核酸适配子的新方法简介
核酸适配子是利用指数富集配基系统进化技术(SELEX) 体外筛选出来的与靶物质高特异性结合的DNA/ RNA 单链寡核苷酸. 作为一种新型分子识别元件, 与传统的抗体相比, 核酸适配子不仅对目标物质具有高度的亲和力与特异性, 还具有靶标范围广、易合成、易修饰和稳定性好等优点, 已成为分析检测及生物医药等领域的研究热点. 核酸适配子可形成特殊空间结构与靶物质相互作用, 结合或封闭靶物质的活性表位, 从而阻断其生物功能, 达到治疗疾病的目的. 2004 年由美国食品药品监督管理局(FDA)批准上市的首个核酸适配体药物“Macugen冶即为血管内皮生长因子(VEGF) 特异适配子, 其被用于治疗年龄相关性黄斑变性(AMD), 证实了适配子药物的可行性, 随后越来越多的适配子药物相继进入实验和临床研究, 为新药研发开辟了新的思路.蛋白质是当前核酸适配子生物学功能研究的主要靶标, 而鉴定适配子与靶蛋白的亲和力是筛选的关键环节. 目前, 检测适配子与靶蛋白亲和力的方法主要有荧光法、酶联免疫吸附测定(ELISA)法、电化学生物传感器法、凝胶迁移法和等温滴定量热法等, 这些方法各有优势, 但又存在诸多缺陷. 其中, 荧光法需要用荧光基团标记蛋白质或者适配子, 较大的荧光基团增大了空间位阻,改变了蛋白与适配子真实作用的构象, 并且荧光修饰步骤繁琐, 背景影响较大, 灵敏度低; ELISA 法需要生物素修饰, 空间位阻同样影响蛋白质与适配子的作用, 且操作过程繁琐; 电化学生物传感器法、凝胶迁移法、等温滴定量热法以及近年来发展的扫描探针显微镜(SPM)技术和生物质谱技术等均需要特定的仪器设备, 对专业人员的技术水平要求高, 应用具有局限性.基于纳米金颗粒的等离子共振效应、较大的比表面积以及不影响标记和被标记物原有的生物学性质等优点, 利用核酸适配子标记的纳米金颗粒作为检测分子, 通过加入可与适配子特异性结合的靶蛋白, 竞争结合适配子, 最终根据高盐状态下纳米金颗粒的聚沉程度, 检测光吸收值变化, 实现了快速、灵敏及特异性地检测适配子与靶蛋白的相互作用, 并应用于适配子筛选及适配子与靶蛋白构效关系研究.目前, 以核酸适配子开发的一系列蛋白质检测方法主要有比色法、酶联核酸适配子分析法(ELAA) 、电化学法、荧光检测法和晶体石英微天平方法等, 为生物分子检测开辟了新途径. 其中, 王柯敏等基于适配子与荧光分别设计了基于接近效应聚合反应、聚合酶反应结合蛋白质荧光以及双链荧光核酸适配子探针的蛋白质检测新方法, 此类方法的关键在于使核酸适配子通过竞争反应发生结构转换, 从dsDNA 转变成蛋白/ 适配子(aptamer), 对适配子互补链的长度有严格要求.刘忠诚等将胶体金与适配子相结合, 实现了高效性、高灵敏性和可视性, 克服了其余方法需特殊标记、对蛋白纯度及适配子长度与构象苛刻要求等缺点, 通过对关键影响因素进行优化, 建立了分析核酸适配子与蛋白相互作用以及蛋白质的简便快速检测体系. 该方法为蛋白核酸适配子筛选提供了实验基础, 在研究适配子与靶物质结合机制以及确定亲和位点等方面也具有潜在的应用前景.