论文部分内容阅读
DNA甲基化作为一种基因转录沉默的标志,发生在胞嘧啶(C)的C-5位置,在许多细胞增殖的过程中扮演着重要角色,被人们称为5-mC-DNA。后来,人们发现DNA的甲基化在哺乳动物早期发育的过程中呈现动态变化,其中一个原因是因为DNA的主动去甲基化。DNA去甲基化是由DNA甲基转移酶催化哺乳动物基因组DNA CPG岛(CpG island)内的胞嘧啶来实现的。此外,有研究发现TET蛋白(Ten-eleven translocation)能氧化5-甲基胞嘧啶(5-mC)产生5-羟甲基胞嘧啶(5-hmC),5-醛基胞嘧啶(5-fC)和5-羧基胞嘧啶(5-caC),这就为DNA去甲基化提供了一个可能的途径。近年来,许多研究表明5-hmC在表观遗传学中也具有十分重要的作用,且5-hmC的含量和分布已经成为诊断癌症等疾病的重要标志之一。因此有必要开发一种简单、灵敏且选择性较高的方法来分析DNA去甲基转移酶活性和定量检测羟甲基化DNA。然而,目前的分析或测试方法大多存在费用昂贵,测试仪器体积较大,需多次分离提纯及检测限低等缺点,因而不能得到广泛地使用。近年来,电化学发光(ECL)检测方法因其众多的优点而引起人们的广泛关注,如灵敏度高、操作简便、响应速度快,试剂消耗量小等。这些优点使得电化学发光传感器技术能为定量分析DNA去甲基转移酶活性和定量检测羟甲基化DNA提供一个合适的平台。基于此,本论文提出两种高灵敏和高选择性的电化学发光生物传感器来定量分析DNA去甲基转移酶活性和定量检测羟甲基化DNA。全文共分三章,主要内容如下:第一章,首先介绍了电致化学发光的发展过程、基本原理和机理;其次综述了甲基化DNA和羟甲基化DNA的生物学意义及它们的分析方法;最后说明了本论文的研究目的、内容以及意义。第二章,主要介绍了一种基于KRuuO4氧化5-hmC-DNA并结合异鲁米诺(ABEI)的电化学发光来定量分析5-hmC-DNA的生物传感器。5-hmC-DNA经KRuO4氧化,再被ABEI标记后,能检测到较强的ECL信号,但正常DNA和5-mC-DNA由于不能被KRuO4氧化,进而也不能被ABEI标记,经过上述同样的实验步骤后,不能检测到ECL信号,从而达到在混合DNA中区分和定量检测5-hmC-DNA的目的。第三章,主要介绍了一种基于MoS2纳米复合物和超夹心结构定量检测DNA去甲基转移酶的电化学生物传感器。MOS2-thionin纳米复合物和超夹心结构可以提供一个信号放大平台,以使更多的信号探针固定在修饰电极上,达到提高检测灵敏度的目的。该方法检测去甲基转移酶(MBD2)的检测限达到0.17pg/mL,并能从混合的蛋白酶(MBD1,MBD4和MeCP2)中识别出去甲基转移酶。该方法或许能为筛选用于抑制或促进DNA去甲基转移酶活性的药物提供一个有用的电化学发光平台。