[发明专利]一种检测适配体与配体小分子结合过程中构象改变的方法

说明书

本发明涉及生物医药技术领域，具体是一种快速有效的检测适配体与配体小分子结合过程中构象改变的方法，包括以下步骤：首先应用生物膜干涉实验确定所选适配体和小分子之间的亲和力大小；然后通过表面增强拉曼散射光谱技术对适配体结合小分子前后发生的构象改变进行检测；最后通过分子动力学模拟直观阐述适配体与配体的结合过程。本发明以茶碱及其适配体为例，验证上述方法对于研究适配体构象改变的可靠性，为设计、修饰、筛选出具有高亲和力、高选择性的适配体提供新方法、新思路，使其更好地应用到检测、传感、临床诊断和治疗等领域中。

技术领域

本发明涉及生物医药技术领域，具体地说，是一种快速有效的检测适配体与配体小分子结合过程中构象改变的方法。

背景技术

核酸适配体通常是利用SELEX(指数富集性配体系统进化，Systematic Evolutionof Ligands by Exponential Enrichment)技术从基因文库中筛选得到的一段寡核苷酸序列。它能够与相应的靶分子如：药物、蛋白质、核酸或其他无机、有机分子等进行高亲和力和强特异性的结合。同时，适配体具有的热稳定性、盐耐受性、易合成和成本低等优点，使其逐渐成为检测、传感、临床等领域研究的热点(Negri,P.；Chen,G.；Kage,A.；Nitsche,A.；Naumann,D.；Xu,B.； Dluhy,R.A.,Direct Optical Detection of Viral NucleoproteinBinding to an Anti-Influenza Aptamer.Analytical Chemistry 2012,84,5501-5508.)。因此研究适配体与小分子结合过程中的构象改变对于设计、修饰和筛选高亲和力、高选择性的适配体具有重要意义。

许多研究人员都对适配体构象的改变表现出强烈的兴趣，但大多数的研究都是采用电化学的方法来验证适配体与配体分子的结合，不仅耗时长，样品需求量大而且操作复杂。所以，急需建立一种快速、简便、无损的方法对适配体构象的改变进行确证、检测和机制解释。

BLI(生物膜干涉，biolayer interferometry)技术一种基于光干涉原理的非标记手段，具有操作简单、检测无损、样品耗量少、实时提供分析物的直接信息和相互作用情况等优点，被广泛的应用于研究生物分子的相互作用(Gao,S.； Hu,B.；Zheng,X.；Cao,Y.；Liu,D.；Sun,M.；Jiao,B.；Wang,L.,Gonyautoxin 1/4 aptamers with high-affinity andhigh-specificity:From efficient selection to aptasensorapplication.Biosensors and Bioelectronics 2016,79,938-944.)。BLI技术不仅可以对所提供的配体和适配体的结合情况进行快速分析，同时还能准确地给出两者的亲和力数值。但却无法监测到适配体在与配体分子结合过程中的构象改变情况，所以，需要借助其他的手段才能对适配体构象的改变进行检测。

SERS(表面增强拉曼光谱，surface-enhanced Raman spectroscopy)技术因其灵敏度高、特征信息丰富、检测速度快等优点引起了人们的广泛关注。它能够提供待测物质详细的指纹图谱，是用来检测核酸、蛋白质、细胞、病毒、药物等分子强有力的工具(Morla-Folch,J.；Gisbert-Quilis,P.；Masetti,M.； Garcia-Rico,E.；Alvarez-Puebla,R.A.；Guerrini,L.,Conformational SERS Classification ofK-Ras Point Mutations forCancer Diagnostics.Angewandte Chemie 2017,129,2421-2425)。分子之间的弱相互作用可以体现在SERS图谱上，因此可以直接对适配体与配体分子结合后的构象改变做出判断。可以将 SERS图谱的变化归属到是由适配体上哪种碱基引起的变化。但由于SERS图谱的变化也是一种间接的指标，构象具体是如何变化的，还需要借助其他手段才能进一步说明。