G-四链体/hemin DNA酶活性的提高与机理研究

【作者】 陈杰林； 张影影； 周俊； 鞠熀先；

【机构】 南京大学生命分析化学国家重点实验室南京大学化学化工学院；

【摘要】 近年来,G-四链体(G4)/血红素(hemin)DNA酶已成为新型仿生模拟酶研究的重点方向。但是其活性仍远远比不上天然酶。因此,我们通过对分子内G4的loop结构域进行改造,发现腺嘌呤(A)或胞嘧啶(C)可以很好地提高G4/hemin的酶活性,[1]并基于四条链形成的分子间G4构建了一种新型嗜热的高活性、高稳定性G4/hemin DNA酶。[2]然而研究者对于G4/hemin真正的催化机制却知之甚少。因此我们利用G4结构设计性强的特点,调节G4/hemin结合位点周围的碱基修饰种类与距离,发现G4平面邻近的A和C碱基均可以实现对其活性的大幅提高,并展现出了一定的位置依赖性。而且G4平面上的G碱基和邻近的A(或C)碱基可以通过促进双氧水分子的质子转移,激活hemin化合物从稳态转变成具有高催化活性的激活态,实现底物的催化氧化。[3]更多还原