羥甲基化DNA和胸腺嘧啶DNA糖苷酶電化學發(fā)光傳感研究.pdf

1、在哺乳動物基因組DNA中，最新發(fā)現(xiàn)的5-羥甲基胞嘧啶(5-hydroxymethylcytosine，5-hmC)被稱為繼5-甲基胞嘧啶(5-methylcytosine，5-mC)之后的“第六種堿基”，是一種新的表觀遺傳修飾物。5-hmC存在于人和小鼠腦組織以及小鼠的胚胎干細胞中，通過TET(ten-eleven translocation)酶氧化5-mC產生。研究表明，5-hmC不僅參與了DNA主動去甲基化、體細胞重新編程和胚胎發(fā)育

2、等重要的生物過程，也與多種疾病有關，如癌癥，它在多種癌細胞中含量的降低使其有可能成為癌癥早期診斷的標志物。胸腺嘧啶DNA糖苷酶(TDG)是一種堿基切除修復酶，它可特異性識別并移除5-mC、5-hmC去氨基后的產物以及5-hmC連續(xù)氧化的產物，引發(fā)堿基切除修復通路(BER)完成堿基的正常配對，在DNA去甲基化過程中也扮演了重要的表觀遺傳角色。因此，建立高靈敏檢測羥甲基化DNA(5-hmC-DNA)和TDG活性的方法對于DNA去甲基化機理的

3、研究和癌癥早期的診斷具有重要的意義。相比已報道的檢測羥甲基化DNA和TDG活性方法，電化學發(fā)光法因具有電化學方法和化學發(fā)光法的雙重優(yōu)勢，如靈敏度高、反應可控性好、響應速度快、易于微型化等優(yōu)點而備受關注。基于此，本文建立了兩種高靈敏檢測羥甲基化DNA和TDG活性的電化學發(fā)光生物傳感新方法。全文共分為三章，主要內容如下:
　　第一章，緒論。首先，概述了電化學發(fā)光的定義和特點;其次，綜述了核酸信號放大和納米材料信號放大策略與應用;最后，

4、提出了本論文的研究內容和意義。
　　第二章，基于T4噬菌體β-葡萄糖轉移酶(T4β-glyco syltransferase，β-GT)在葡萄糖供體尿核苷二磷酸葡萄糖(UridineDiphosphoglucose，UDP-Glu)存在的情況下，特異性的糖基化5-hmC形成β-葡萄糖基-5-羥甲基胞嘧啶(β-glucosyl-5-hydroxyme-thylcytosine，5-ghmC)，利用氧化石墨烯(GO)負載多個信號分子進

5、行信號放大，構建了一種高選擇性、高靈敏的新型電化學發(fā)光生物傳感器，用于羥甲基化DNA的檢測。結果表明，在優(yōu)化條件下，該傳感器檢測羥甲基化DNA的線性范圍為0.01pM～1.00nM，檢出限為3.84fM。
　　第三章，基于生物條形碼(bio-barcode)引發(fā)雜交鏈式反應(HCR)進行無酶雙重信號放大，結合電化學發(fā)光信號物質鄰菲噦啉釕(Ru(phen)32+)能高效、穩(wěn)定地嵌入DNA雙螺旋結構的特點，構建了一種高靈敏的新型電化學