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基于步進型組合文庫的post-SELEX策略優化得到最短適配體

來源: X-MOL 2017-08-28 15:07:23

“化學抗體”——寡核苷酸適配體是指經體外指數富集配基系統進化(SELEX)技術篩選得到的一段短單鏈寡核苷酸序列。篩選后合理的序列剪裁、優化、修飾等環節又稱為post-SELEX,一直以來是證實適配體有效性的前提和關鍵難點。軍事醫學科學院毒物藥物研究所的郭磊團隊通過創建小型多方向步進型適配體組合文庫,合理、高效地完成適配體序列的剪裁、優化,為post-SELEX提供了有效的創新思路。


通過SELEX技術篩選得到的全長適配體一般均包含引物序列和隨機序列,長度一般在70~130 nt之間。其中隨機序列的長度多在40-80 nt左右。許多經SELEX技術篩選出的適配體,其引物區與隨機區產生堿基配對,某些引物區參與了特異性識別或隨機區序列較長,存在冗余堿基序列。因此,對于全長適配體序列,人們需對其進行結構剪裁,以便得到既保持結合活性,又僅有適當長度(10-40 nt)的適配體,從而適合作為功能性傳感、診療識別元件。但目前多數結構剪裁方法僅限于以試錯法進行隨機嘗試,依據核酸二級結構及自由能的經驗性判斷,對適配體序列進行較為隨機的剪裁或定點突變。其主要缺點在于隨機方法效率較低、難度較大,尚無系統的理論指導和較好的解決方案,因而亟需發展指導結構剪裁優化的新思路,從中尋找親和性更高、特異性更強、序列更短的適配體,除去冗余序列,提高適配體識別研究的容錯度、通用性和穩定性。


軍事醫學科學院的郭磊團隊基于組合化學思想,提出“序列中相鄰堿基位點極可能通過堿基堆積及氫鍵作用影響空間相互作用”的觀點,以重組人促紅細胞生成素α(EPO-α)的適配體807-39 nt為模式分子,創建創新性的小型多方向步進型適配體組合文庫,四組步進型序列文庫包含向左收縮、向右收縮、兩端收縮和兩端擴展等四組分子群,并開發了免標記SPR評價方法,僅從35條序列中高效地篩選優化得到無冗余序列的最短適配體In27,并在明確其關鍵堿基位點貢獻的基礎上構建簡并序列。In27僅保留了初始適配體39 nt二級結構中的環部分,但親和活性與之相當。


作者進一步采用親和競爭作用分析,界定了多種親和識別分子,如適配體39 nt及In27、EPO受體(EPOR)、EPO的單克隆抗體以及麥胚凝集素(WGA)在EPO-α上的結合作用模式。這就為利用適配體In27(或39 nt)做為EPO-EPOR間的抑制劑研究提供了積極的線索。


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