近日,一項研究報告中,來(lái)自芝加哥大學(xué)的一組研究人員設計了一種方法來(lái)制造目前很多化學(xué)家都無(wú)法合成出的小型多節且連鎖的化學(xué)結構,研究者認為,這些特殊的化學(xué)結構能夠被用來(lái)篩選可以抵御癌癥的新型化合物。
很多化學(xué)家都將分節或鏈環(huán)作為其開(kāi)發(fā)的化學(xué)結構的一部分,但在分子尺度下合成出繁雜的新型物質(zhì)是非常困難的,而這項研究中,研究者Liu及其同時(shí)就發(fā)現了一種能夠在DNA單鏈上產(chǎn)生各種各樣小型多節結構的方法,即尺寸為15-20納米。YossiWeizmann說(shuō)道,此前無(wú)人可以成功制造出這樣的結構,然而我們就發(fā)現了這樣的方法。利用這些小型多節化學(xué)結構,我們就可以模擬細胞中DNA的變化情況,并且開(kāi)發(fā)新型的工具來(lái)有效攻擊對癌細胞生存非常關(guān)鍵的酶類(lèi)。
DNA是一種長(cháng)鏈分子,在活體細胞中,其必須自我纏繞才能夠裝入細胞核中,因此其處于超螺旋結構,而這種效應就類(lèi)似于處于多節狀態(tài),這就好像一個(gè)帶子擰地很緊一樣,較短的片段就會(huì )轉回原來(lái)的位置并且不斷纏結,從而干擾DNA的功能。當DNA需要復制時(shí),DNA拓撲異構酶就會(huì )揭開(kāi)超螺旋,釋放超螺旋結構中的張力,隨后其會(huì )再連接被切斷的末端以便DNA可以發(fā)揮正常作用。
抗癌</a>化合物" src="http://img.jianke.com/article/201608/2016081511404257.jpg" />
文章中研究者就利用分節段的DNA結構作為探針來(lái)檢測拓撲易構酶的活性,首先他們使得來(lái)自DNA單鏈和短片段分子的分節結構進(jìn)行自身形成,隨后形成DNA的四種堿基就會(huì )按照一定的準則互相聯(lián)結(即A-T;C-G),因此通過(guò)挑取DNA短片段上的核苷酸,研究者就可以對吸附在長(cháng)鏈上的片段進(jìn)行操作。
利用這種方法研究者就能夠制造出9種不同的節段狀結構,當拓撲異構酶被引入到含有節段DNA的細胞中時(shí),拓撲異構酶就能夠切斷這種分節結構,并且對其末端進(jìn)行連接形成環(huán)狀結構。隨后為了檢測抗拓撲異構酶藥物的潛力,研究者在藥物引入之前和之后分別進(jìn)行檢測,來(lái)觀(guān)察是否這種藥物能夠抑制拓撲異構酶的活性,當前研究人員采用的凝膠電泳法非常緩慢,并不能有效篩選出合適的候選藥物。
而研究者Liu就開(kāi)發(fā)出了一種可替代的方法,他表示,我意識到我們并不需要看到節段狀結構本身,我們僅僅需要看到酶類(lèi)可以被“解開(kāi)”,當節段狀結構不能夠復制時(shí)環(huán)狀DNA卻可以進(jìn)行復制,因此利用能夠結合DNA的熒光染料我們就可以輕松尋找能夠復制的DNA結構。當研究者檢測拓撲易構酶時(shí),因為該酶并不能夠使節段結構形成環(huán)狀,而且如果DNA分子被解開(kāi)研究者就能夠檢測DNA分子的復制情況,因此這種方法完全不需要進(jìn)行電泳操作,而且其可以高效篩選出抵御拓撲異構酶活性的潛在藥物。
目前研究者計劃對化合物文庫進(jìn)行檢測,同時(shí)期待FDA能夠批準,研究者希望本文研究能夠幫助科學(xué)家們有效篩選出抵御癌癥的多種化合物。
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