高等学校化学学报 ›› 2021, Vol. 42 ›› Issue (11): 3334.doi: 10.7503/cjcu20210449
王庆, 何雨秋, 王富安
收稿日期:
2021-06-30
出版日期:
2021-11-10
发布日期:
2021-09-10
基金资助:
WANG Qing, HE Yuqiu, WANG Fuan
Received:
2021-06-30
Online:
2021-11-10
Published:
2021-09-10
Supported by:
摘要:
脱氧核酶(DNAzymes)是一类人工合成的通过指数富集式配体系统进化技术(SELEX)筛选得到的具有催化功能的单链DNA分子. 由于DNAzyme具有易于合成和修饰、 化学结构稳定及催化活性高等优点, 近年来在生物传感和医学诊断领域备受关注. 对DNAzyme的活性进行调控是挖掘其多方面应用潜能的关键, 灵活的活性调控方式将促进DNAzyme在不同领域的应用. 本文综合评述了一些调控脱氧核酶活性的主要方法, 并对其在生物医学分析领域方面的应用进行了简要介绍.
中图分类号:
TrendMD:
王庆, 何雨秋, 王富安. 多功能脱氧核酶用于生物医学分析的研究进展. 高等学校化学学报, 2021, 42(11): 3334.
WANG Qing, HE Yuqiu, WANG Fuan. Advances of Multifunctional Deoxyribozyme in Biomedical Analysis. Chem. J. Chinese Universities, 2021, 42(11): 3334.
84 | Duan L., Liu J., Yu R., Jiang J., Biosens. Bioelectron., 2021, 177, 112976 |
85 | Zhang W., Feng Q., Chang D., Tram K., Li Y., Methods, 2016, 15, 66—75 |
86 | Ali M. M., Aguirre S. D., Lazim H., Li Y., Angew. Chem. Int. Ed., 2011, 50, 3751—3754 |
87 | Yousefi H., Ali M. M., Su H., Filipe C. D. M., Didar T. F., ACS Nano, 2018, 12, 3287—3294 |
88 | Gu L., Yan W., Wu H., Fan S., Ren W., Wang S., Lyu M., Liu J., Anal. Chem., 2019, 91, 7887—7893 |
89 | He S., Qu L., Shen Z., Tan Y., Zeng M., Liu F., Jiang Y., Li Y., Anal. Chem., 2015, 87, 569—577 |
90 | Geng X., Zhang M., Wang X., Sun J., Zhao X., Zhang L., Wang X., Shen Z., Anal. Chim. Acta, 2020, 1123, 28—35 |
91 | Wang Y., Nguyen K., Spitale R. C., Chaput J. C., Nat. Chem., 2021, 13, 319—326 |
92 | Fan H., Zhao Z., Yan G., Zhang X., Yang C., Meng H., Chen Z., Liu H., Tan W., Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 4801—4805 |
93 | Zhang K., Li Y., Liu J., Yang X., Xu Y., Shi J., Liu W., Li J., CCS Chem., 2020, 2, 631—641 |
94 | Zhang Z., Balogh D., Wang F., Willner I., J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 1934—1940 |
95 | Chen W., Yu X., Cecconello A., Sohn Y. S., Nechushtai R., Willner I., Chem. Sci., 2017, 8, 5769—5780 |
96 | Wang J., Wang H., Wang H., He S., Li R., Deng Z., Liu X., Wang F., ACS Nano, 2019, 13, 5852–5863 |
97 | Wang J., Yu S., Wu Q., Gong X., He S., Shang J., Liu X., Wang F., Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 10766 |
98 | Huang Y., Ma Y., Chen Y., Wu X., Fang L., Zhu Z., Yang C., Anal. Chem., 2014, 86, 11434—11439 |
99 | Lin H., Zou Y., Huang Y., Chen J., Zhang W., Zhuang Z., Jenkins G., Yang C., Chem. Commun., 2011, 47, 9312—9314 |
100 | Qian R., Zhou Z., Guo W., Wu Y., Yang Z., Lu Y., J. Am. Chem. Soc., 2021, 143, 5737—5744 |
101 | Zheng X., Yang J., Zhou C., Zhang C., Zhang Q., Wei X., Nucleic Acids Res., 2018, 47, 1097—1109 |
1 | Seeman N. C., Sleiman H. F., Nat. Rev. Mater., 2017, 3, 17068 |
2 | Madsen M., Gothelf K. V., Chem. Rev., 2019,119, 6384—6458 |
3 | Hu Y., Niemeyer C. M., Adv. Mater., 2019, 31, 1806294 |
4 | Lu Y., Liu J., Curr. Opin. Biotechnol., 2006, 17, 580—588 |
5 | Stulz E., Acc. Chem. Res., 2017,50, 823—831 |
6 | Zhang Z., Liu J., Small, 2019, 15, 1805246 |
7 | Micura R., Höbartner C., Chem. Soc. Rev., 2020, 49, 7331—7353 |
8 | Kong D., Yeung W., Hili R., J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 13977—13980 |
9 | Liu M., Yin Q., Chang Y., Zhang Q., Brennan J. D., Li Y., Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 8013—8017 |
10 | Marshall M. L., Wagstaff K. M., Front. Pharmacol., 2020, 11, 1115 |
11 | Park S. V., Yang J. S., Jo H., Kang B., Jung G. Y., Biotechnol. Adv., 2019, 37, 107452 |
12 | Ma X., Ding W., Wang C., Wu H., Tian X., Lyu M., Wang S., Sens. Actuators B Chem., 2021, 331, 129422 |
13 | Willner I., Shlyahovsky B., Zayats M., Willner B., Chem. Soc. Rev., 2008, 37, 1153—1165 |
14 | Morrison D., Rothenbroker M., Li Y., Small Methods, 2018, 2, 1700319 |
15 | Kruger K., Grabowski P. J., Zaug A. J., Sands J., Gottschling D. E., Cech T. R., Cell, 1982, 31, 147—157 |
16 | Breaker R. R., Joyce G. F., Chem. Biol., 1994, 1, 223—229 |
17 | Breaker R. R., Joyce G. F., Chem. Biol., 1995, 2, 655—660 |
18 | Chandra M., Sachdeva A., Silverman S. K., Nat. Chem. Biol., 2009, 5, 718—720 |
19 | Flynn⁃Charlebois A., Wang Y., Prior T. K., Rashid I., Hoadley K. A., Coppins R. L., Wolf A. C., Silverman S. K., J. Am. Chem. Soc., 2003, 125, 2444—2454 |
20 | Cuenoud B., Szostak J. W., Nature, 1995, 375, 611—614 |
21 | Li Y., Sen D., Nat. Struct. Mol. Biol., 1996, 3, 743—747 |
22 | Travascio P., Li Y., Sen D., Chem. Biol., 1998, 5, 505—517 |
23 | Li Y., Breaker R. R., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1999, 96, 2746—2751 |
24 | Li Y., Liu Y., Breaker R. R., Biochemistry, 2000, 39, 3106—3114 |
25 | Liu M., Chang D., Li Y., Acc. Chem. Res., 2017, 50, 2273—2283 |
26 | Wang B., Cao L., Chiuman W., Li Y., Xi Z., Biochemistry, 2010, 49, 7553—7562 |
27 | Schubert S., Gül D. C., Grunert H. P., Zeichhardt H., Erdmann V. A., Kurreck J., Nucleic Acids Res.,2003, 31, 5982—5992 |
28 | Santoro S. W., Joyce G. F., Proc.Natl. Acad. Sci. USA, 1997, 94, 4262—4266 |
29 | Brown A. K., Li J., Pavot C. M. B., Lu. Y., Biochemistry, 2003, 42, 7152—7161 |
30 | Li J., Zheng W., Kwon A. H., Lu Y., Nucleic Acids Res., 2000, 28, 481—488 |
31 | Kim H. K., Liu J., Li J., Nagraj N., Li M., Pavot C. M. B., Lu Y., J. Am. Chem. Soc., 2007, 129, 6896—6902 |
32 | Liu H., Yu X., Chen Y., Zhang J., Wu B., Zheng L., Haruehanroengra P., Wang R., Li S., Lin J., Li J., Sheng J., Huang Z., Ma J., Gan J., Nat. Commun., 2017, 8, 2006 |
33 | Chandra M., Sachdeva A., Silverman S., Nat. Chem. Biol., 2009, 5, 718—720 |
34 | Song S., Wang L., Li J., Fan C., Zhao J., TrAC Trends Anal. Chem., 2008, 27, 108—117 |
35 | Wu Y., Belmonte I., Sykes K. S., Xiao Y., White R. J., Anal. Chem., 2019, 91, 15335—15344 |
36 | Hamula C. L. A., Zhang H., Li F., Wang Z., Chris Le X., Li X. F., TrAC Trends Anal. Chem., 2011, 30, 1587—1597 |
37 | Kumar S., Jain S., Dilbaghi N., Ahluwalia A. S., Hassan A. A., Kim K. H., Trends Biochem. Sci., 2019, 44, 190—213 |
38 | Wang H., Chen Y., Wang H., Liu X., Zhou X., Wang F., Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 7380—7384 |
39 | Wang Z., Niu J., Zhao C., Wang X., Ren J., Qu X., Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 12431 |
40 | Feng J., Xu Z., Liu F., Zhao Y., Yu W., Pan M., Wang F., Liu X., ACS Nano, 2018, 12, 12888—12901 |
41 | Yi J., Chen T., Huo J., Chu X., Anal. Chem., 2017, 89, 12351—12359 |
42 | Li P., Wei M., Zhang F., Su J., Wei W., Zhang Y., Liu S., ACS Appl. Mater. Interfaces, 2018, 10, 43405—43410 |
43 | Yang Y., Huang J., Yang X., He X., Quan K., Xie N., Ou M., Wang K., Anal. Chem., 2017, 89, 5850—5856 |
44 | Wu Y., Huang J., Yang X., Yang Y., Quan K., Xie N., Li J., Ma C., Wang K., Anal. Chem., 2017, 89, 8377—8383 |
45 | Wu Q., Wang H., Gong K., Shang J., Liu X., Wang F., Anal. Chem., 2019, 91, 10172—10179 |
46 | Wei J., Wang H., Gong X., Wang Q., Wang H., Zhou Y., Wang F., Nucleic Acids Res., 2020, 48, e60 |
47 | Wang H., Wang H., Wu Q., Liang M., Liu X., Wang F., Chem. Sci., 2019, 10, 9597—9604 |
48 | He D., He X., Yang X., Li H., Chem. Sci., 2017, 8, 2832—2840 |
49 | Zhao X. H., Gong L., Zhang X. B., Yang B., Fu T., Hu R., Tan W., Yu R., Anal. Chem., 2013, 85, 3614—3620 |
50 | Yang L., Wu Q., Chen Y., Liu X., Wang F., Zhou X., ACS Sens., 2019, 4, 110—117 |
51 | Peng H., Li X. F., Zhang H., Le X. C., Nat. Commun., 2017, 8, 14378 |
52 | Wang F., Orbach R., Willner I., Chem.⁃Eur. J., 2012, 18, 16030—16036 |
53 | Ali M. M., Li Y., Angew. Chem. Int. Ed.,2009, 48, 3512—3515 |
54 | Yang Y., Huang J., Yang X., Quan K., Wang H., Ying L., Xie N., Ou M., Wang K., Anal. Chem., 2016, 88, 5981—5987 |
55 | Banno A., Higashi S., Shibataa A., Ikeda M., Chem. Commun., 2019, 55, 1959—1962 |
56 | Xiao L., Gu C., Xiang Y., Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 14167 |
57 | Xiang Y., Lu Y., Anal. Chem., 2012, 84, 9981—9987 |
58 | Lin Y., Yang Z. L., Lake R. J., Zheng C. B., Lu Y., Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 17061—17067 |
102 | Yang J., Wu R., Li Y., Wang Z., Pan L., Zhang Q., Lu Z., Zhang C., Nucleic Acids Res., 2018, 46, 8532—8541 |
59 | Yi D., Zhao J., Li L., Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 6300—6304 |
60 | Chen F., Bai M., Cao K., Zhao Y., Wei J., Zhao Y. X., Adv. Funct. Mater., 2017, 27, 1702748 |
61 | Wang Q., Tan K., Wang H., Shang J., Wan Y., Liu X., Weng X., Wang F., J. Am. Chem. Soc., 2021, 143, 6895—6904 |
62 | Young D. D., Lively M. O., Deiters A., J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 6183—6193 |
63 | Torabi S. F., Wu P., McGhee C. E., Chen L., Hwang K., Zheng N., Cheng J., Lu Y., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2015, 112, 5903—5908 |
64 | Wu Z., Fan H., Satyavolu N. S. R., Wang W., Lake R., Jiang J., Lu Y., Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 8721 —8725 |
65 | Yang Z., Loh K. Y., Chu Y. T., Feng R., Satyavolu N. S. R., Xiong M., Nakamata Huynh S. M., Hwang K., Li L., Xing H., Zhang X., Chemla Y. R., Gruebele M., Lu Y., J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 17656—17665 |
66 | Wang W., Satyavolu N. S. R., Wu Z., Zhang J. R., Zhu J. J., Lu Y., Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 6798—6802 |
67 | Knutson S. D., Sanford A. A., Swenson C. S., Korn M. M., Manuel B. A., Heemstra J. M., J. Am. Chem. Soc., 2020,142, 17766—17781 |
68 | Liu J., Lu Y., J. Am. Chem. Soc., 2003, 125, 6642—6643 |
69 | Chen J., Pan J., Chen S., Chem. Commun., 2017, 53, 10224—10227 |
70 | Cui M., Li X., Xu J., Chen H., ACS Appl. Mater. Interfaces, 2020, 12, 13005—13012 |
71 | Hong C., Wu S., Li S., Liang H., Chen S., Li J., Yang H., Tan W., Anal. Chem., 2017, 89, 5389—5394 |
72 | He Y., Chen D., Huang P. J. J., Zhou Y., Ma L., Xu K., Yang R., Liu J., Nucleic Acids Res., 2018, 46, 10262—10271 |
73 | Zhang L., Deng H., Yuan R., Yuan Y., Microchim. Acta., 2019, 186, 709 |
74 | Qiu L., Zhang T., Jiang J., Wu C., Zhu G., You M., Chen X., Zhang L., Cui C., Yu R., Tan W., J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 13090—13093 |
75 | Li L., Feng J., Fan Y., Tang B., Anal. Chem., 2015, 87, 4829—4835 |
76 | Wu P., Hwang K., Lan T., Lu Y., J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 5254—5257 |
77 | Saran R., Liu J., Anal. Chem., 2016, 88, 4014—4020 |
78 | Huang P., Lin J., Cao J., Vazin M., Liu J., Anal. Chem., 2014, 86, 1816—1821 |
79 | Lake R. J., Yang Z., Zhang J., Lu Y., Acc. Chem. Res., 2019, 52, 3275—3286 |
80 | Zhang J., Xing H., Lu Y., Chem. Sci., 2018, 9, 3906—3910 |
81 | Zhang J., Lu Y., Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 9702 |
82 | Roth A., Breaker R. R., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1998, 95, 6027—6031 |
83 | Kong R., Zhang X., Chen Z., Meng H., Song Z., Tan W., Shen G., Yu R., Anal. Chem., 2011, 83, 7603—7607 |
[1] | 江博文, 陈敬轩, 成永华, 桑微, 寇宗魁. 单原子材料在电化学生物传感中的研究进展[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(9): 20220334. |
[2] | 王君旸, 刘争, 张茜, 孙春燕, 李红霞. DNA银纳米簇在功能核酸荧光生物传感器中的应用[J]. 高等学校化学学报, 2022, 43(6): 20220010. |
[3] | 徐梦祎, 黄雪雯, 李小杰, 魏玮, 刘晓亚. “串珠状”复合纳米组装体修饰丝网印刷电极构建的生物传感器[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(6): 1768. |
[4] | 席京, 陈娜, 杨雁冰, 袁荃. 长余辉纳米材料的控制合成及在疾病诊断中的应用[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(11): 3247. |
[5] | 毛瑜, 瞿昊, 郑磊. RNA切割型脱氧核酶在致病菌检测中的研究进展[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(11): 3445. |
[6] | 王博东, 潘美辰, 卓颖. 二氧化硅纳米颗粒表面原位还原银纳米簇电化学发光传感界面的构建与分子识别[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(11): 3519. |
[7] | 张嘉懿, 丁臻尧, 王丹丹, 陈礼平, 封心建. 基于多孔金结构的三相界面酶电极的制备及高效电化学酶传感性能[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(10): 3167. |
[8] | 袁中文, 贺利贞, 陈填烽. 单原子催化剂的生物医学应用[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(12): 2690. |
[9] | 李慧圆, 雷春阳, 黄燕, 聂舟. 荧光蛋白结构改造及其生物传感应用[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(11): 2324. |
[10] | 张怡萌, 张慧欣, 刘洋. 外泌体生物分析及其临床应用研究进展[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(11): 2306. |
[11] | 郑姗, 刘洋, 陈飘飘, 邢怡晨, 黄朝表. 基于PbS QDs/TiO2 NPs构建新型谷胱甘肽光电化学传感器[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(9): 1866. |
[12] | 周羽婷, 汤玉娇, 邵爽, 戴诗岩, 程圭芳, 何品刚, 方禹之. 构象转换型传感器对汞、 铅、 锶离子的同时检测[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(8): 1621. |
[13] | 贾宏亮, 赵建伟, 秦丽溶, 赵敏. 基于镍丝负载氧化镍纳米片的尿酸生物传感器[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(2): 240. |
[14] | 王春燕,蒋晓青,周泊. 基于Cu-TPA的电化学生物传感器对黄曲霉毒素B1的检测[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(11): 2301. |
[15] | 黄海平, 岳亚锋, 徐亮, 吕连连, 胡咏梅. 基于Dy2(MoO4)3-AuNPs复合纳米材料的葡萄糖生物传感器[J]. 高等学校化学学报, 2017, 38(4): 554. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||