离子调节G-Quadruplex形成过程与构型可控转化的机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21673022
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0205.电化学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Based on the conformational switches from G-rich aptamer to G-quadruplex, various detecting platforms are developed. However, there are two aspects needed to be carefully reconsidered. If the target is a metal ion, the selected functional aptamer is supposed to undergo a conformational switch to G-quadruplex. Based on the conformational change and the integrated fluorescent or electrochemical probe, the detection is achieved in buffer solution and real samples. The question is that upon increasing the concentration of metal ion, G-quadruplex is quantitatively formed, OR gradually undergone structural transfer from unstable to stable? When the concentration of metal ion is relatively lower and coexisting metal ion is relatively higher, how the coexisting metal ion alters stability and properties of the formed G-quadruplex, and further affects the sensing performance? Misconception remains common. On the other hand, when functional aptamers (through adding more nucleic bases at 3 or 5 terminal) were designed to detect targets, could the added nucleic bases alter the conformation of G-quadruplex, and further affect the binding efficiency with fluorescent or electrochemical probe? Then, how to select the proper functional aptamer to improve the sensing performance? The question is avoided. Thus, the project is supposed to find clues to answer the two mentioned questions. Firstly, it will deeply investigate the transforming process from aptamer into G-quadruplex induced by ions, and its binding efficiency with molecular probes. Meanwhile, coexisting ion mediating and controlling transformation of G-quadruplex will also be explored in detail. The remained misconceptions will be clarified, and the possible approaches will be investigated. Secondly, in order to specifically discriminate the ion-mediated and controlled transformation of formed G-quadruplex, the newly fluorescent or electrochemical probes will be designed and synthesized. Accordingly, the new fluorescent or electrochemical sensors and logic gates will be developed. All the supposed research works will provide a new theory and approach to broaden the application of G-quadruplex in sensing areas.
针对基于富G适体链形成G4结构的检测平台,存在两方面的问题:(1) 随着目标离子浓度的增加,是G4结构形成的数量逐渐增加, 还是构型渐变并趋于稳定?当目标离子浓度较低时,实际体系中的共存离子如何影响G4结构的构型和稳定性,进而改变检测响应性?目前尚存理解性误区;(2)功能化探针适体链(增加适体链3’或5’端的碱基)在特定离子诱导下形成G4结构检测目标物,增加的碱基是否改变G4结构以及G4结构与探针分子的有效键合,进而影响检测响应性?也是一个值得关注的问题。因此,本项目拟深入研究离子诱导探针适体链(含功能化)形成G4结构的过程及其与探针分子的键合,探究离子调节G4结构的可控转化,揭示传感器设计中存在的问题并提出可参考的解决方案;设计并合成能特异识别G4构型可控转化的光/电探针,研发新型光/电传感和逻辑器件。这些研究工作的逐一展开和顺利实施,为拓展G4 结构在传感领域中的应用提供新理论和新方法

结项摘要

本项目旨在研究基于富G适体链形成G4结构检测平台的两个关键问题:(1) 随着目标离子浓度的增加,是G4结构形成的数量逐渐增加, 还是构型渐变并趋于稳定?当目标离子浓度较低时,实际体系中的共存离子如何影响G4结构的构型和稳定性,进而改变检测响应性?(2) 功能化探针适体链(增加适体链3’或5’端的碱基)在特定离子诱导下形成G4结构检测目标物,增加的碱基是否改变G4结构以及G4结构与探针分子的有效键合,进而影响检测 响应性?研究结果显示: (i) 富G适体链识别K+,随着K+浓度的增加,K+-G4结构由单体逐渐发生二聚,并伴随稳定性的逐渐增加,对K+的响应呈现三段线性关系。 (ii) 在Na+体系中识别K+,发现了Na+-G4逐渐向K+-G4转化的过程,惊喜地探测到了Na+-K+-G4中间体;以Na+-K+-G4中间体为探针识别K+,极大地改善了检测响应性;随后,通过在适体链的3’和5’端增加碱基数量和变化碱基种类,在G4结构和冗余互补碱基形成的空腔内可高效地结合荧光小分子,实现了在不同Na+体系中归一化检测K+。 (iii) 富G适体链识别Pb2+时, Na+的存在会显著减低检测Pb2+的性能,究其因是Na+的存在会诱导Pb-G4构型发生反转,并逐渐二聚;基于这一事实,采用目标链DNA与适体链杂化的策略,有效规避了Na+的干扰。 (iv) K+和Pb2+竞争性地与富G适体链作用形成G4结构,K+-G4与Pb2+-G4的结构转化极大地依赖于K+和Pb2+的浓度。有趣的是,当K+浓度大于10 mM时, K+能置换稳定Pb2+-G4结构中的Pb2+并生成稳定K+-G4,这一结果突破了G4结构中K+与Pb2+置换的局限。通过本项目的实施,深入认识了G4结构与离子的依赖性,为拓展G4结构在生物传感,药物递送和抗癌药物的设计提供了有意义的理论指导,也为适体链的筛选提供了有价值的实验指导。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
K+ Concentration-Dependent Conformational Change of Pb2+-Stabilized G-quadruplex
Pb2 稳定的 G-四链体的 K 浓度依赖性构象变化
  • DOI:
    10.3866/pku.whxb201804111
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Acta Physico - Chimica Sinica
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yu Ze;Xiaohong Li;Yunchao Li;Mingfu Ye
  • 通讯作者:
    Mingfu Ye
钾离子浓度依赖的铅离子稳定G-四链体构型转化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Acta Physico - Chimica Sinica
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    于泽;李晓宏;李运超;叶明富
  • 通讯作者:
    叶明富
Cobalt-based metal organic frameworks: a highly active oxidase-mimicking nanozyme for fluorescence "turn-on" assays of biothiol
钴基金属有机框架:一种高活性氧化酶模拟纳米酶,用于生物硫醇的荧光“开启”测定
  • DOI:
    10.1039/c9cc06840f
  • 发表时间:
    2020-01-14
  • 期刊:
    CHEMICAL COMMUNICATIONS
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Jin, Tian;Li, Yilei;Li, Xiaohong
  • 通讯作者:
    Li, Xiaohong
Metal-organic framework assisted and in situ synthesis of hollow CdS nanostructures with highly efficient photocatalytic hydrogen evolution
金属有机骨架辅助原位合成空心CdS纳米结构并高效光催化析氢
  • DOI:
    10.1039/c9dt00603f
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Dalton Transactions
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Li Yilei;Jin Tian;Ma Ge;Li Yunchao;Fan Louzhen;Li Xiaohong
  • 通讯作者:
    Li Xiaohong
Insights into Competition between K+ and Pb2+ Binding to G-quadruplex and Discovery of a Novel K+-Pb2+-quadruplex Intermediate
深入了解 K 和 Pb2 与 G-四联体结合的竞争以及新型 K -Pb2 -四联体中间体的发现
  • DOI:
    10.1021/acs.jpcb.8b08161
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    J. Phys. Chem. B
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ze Yu;Wei Zhou;Ge Ma;Yunchao Li;Louzhen Fan;Xiaohong Li;Yi Lu
  • 通讯作者:
    Yi Lu

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

土壤生物工程在沿河公路护坡中的初期水土保持效应
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    水土保持学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    高甲荣;李晓宏;娄会品;吕晶
  • 通讯作者:
    吕晶
咸宁桂花品种资源及其在园林绿化中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    中国观赏园艺研究进展2011
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    蔡璇;邹晶晶;王振启;李晓宏;王彩云
  • 通讯作者:
    王彩云
压力感知导管和二代冷冻球囊消融治疗持续性心房颤动效果的回顾性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国介入心脏病学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    白剑;徐伟;李晓宏;沈文志;刘宇;陈诤;顾蓉;高玲
  • 通讯作者:
    高玲

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

李晓宏的其他基金

高效特异性氧化纳米酶的可控构建、界面催化机制与应用研究
  • 批准号:
    22372010
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
发夹结构DNA(Hairpin DNA)电化学传感器的设计与研究
  • 批准号:
    21073019
  • 批准年份:
    2010
  • 资助金额:
    38.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
肽核酸(Peptide Nucleic Acid - PNA)电化学生物传感器的研究
  • 批准号:
    20703006
  • 批准年份:
    2007
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码