基于双链DNA稳定的荧光铜纳米颗粒对核酸外切酶活性的检测研究

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摘要：本文以双链DNA（dsDNA）链为模板合成荧光铜纳米颗粒（Cu NPs），并以此做信号报告基团，实现对核酸外切酶Ⅲ（Exo Ⅲ）活性的非标荧光检测。富含“AT”序列的dsDNA可作为合成Cu NPs的良好模版，有Exo Ⅲ时，dsDNA模版被降解成单碱基和短核苷酸片段，不能合成Cu NPs，无荧光信号。Exo Ⅲ浓度越大，dsDNA被降解的越多，荧光越弱。根据荧光强度的变化来实现对Exo Ⅲ活性的检测。该实验简单、快速、成本低、可操作性强，可用于其他核酸修饰酶活性的检测。43059

毕业论文关键词：核酸外切酶；铜纳米颗粒；荧光检测

Fluorescence Detection of Exonuclease Activity Based on Double Stranded DNA-Stablized Copper Nanoparticles

Abstract: This paper is based on double-stranded DNA (dsDNA)-templated formation of fluorescent copper nanoparticles (Cu NPs), and taking it as signal reporter for label free detection of exonuclease Ⅲ (Exo Ⅲ) activity. “AT”-rich dsDNA can act as good template for the formation of Cu NPs, in the presence of Exo Ⅲ, dsDNA is digested into nucleotides and short DNA fragments, and no formation of Cu NPs. More Exo Ⅲ leads to the digestion of more dsDNA, results in weak fluorescence. The detection of Exo Ⅲ activity can be realized by monitoring the fluorescence changes of the sensing system. The proposed method is simple, rapid, low cost and easy operation, which can be applied to the detection of other DNA modifying enzymes.

Key Words: Exonuclease; Copper nanoparticles; Fluorescence detection

摘要 1

引言 1

1 实验部分 3

1.1 实验仪器 3

1.2 实验药品和试剂 3

1.3 实验步骤 3

2 结果与讨论 3

2.1 实验原理 3

2.2 实验原理验证 4

2.3 实验条件优化 5

2.4 Exo III检测的工作曲线 6

3 结论 7

参考文献 7

致谢 10

基于双链DNA稳定的荧光铜纳米颗粒对核酸外切酶活性的检测研究引言

核酸酶是蛋白质的一种，它在分解核酸的第一步过程中作用于水解核苷酸过程中的磷酸二酯键。根据核酸酶作用位置的不同，把其大概分为两类：核酸外切酶、核酸内切酶。核酸外切酶是DNA降解酶的一种，它可以从长链一端开始水解，最终产物主要是单核苷酸*751^文-论;文~网www.751com.cn。核酸外切酶作用DNA单双链有一定的差异性，常见的核酸外切酶包括核酸外切酶I（Exo I），核酸外切酶VII（Exo VII），大肠杆菌核酸外切酶III（Exo III）等。

Exo III是催化水解磷酸二酯键的外切酶的一种，它作用于降解双链DNA（dsDNA）和催化多种磷酸二酯键。Exo III从3'端向5'端方向进行双链剪切，它能够识别不同的dsDNA尾端，而对单链DNA（ssDNA）没有活性，双链末端突出4个或更长的碱基可以阻止Exo III的活性。Exo III作为一种重要的工具酶，已被广泛应用于DNA及生物分子的高灵敏检测[1-3]。Exo III在细胞中一些重要的生理过程中发挥重要的作用，如基因重组的促进[4] 、修复dsDNA的断裂[5]和保持基因组的稳定[6]。因此，检测Exo III的活性在药物检测的发展及相关疾病诊断方面有非常重要的意义。