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肽核酸(PNA)定制

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定制的肽核酸可以標記或不標記染料及其它化學物質,它們也可以和多肽偶聯以增加其功能。標記時,接頭(linkers)不僅可以起到空間間隔(spacer)的作用,還能改善其溶解性。Gamma PNA或者修飾的堿基可以更進一步提高肽核酸的解鏈溫度Tm和特異性。

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關于肽核酸

        肽核酸 (Peptide Nucleic Acid,PNA) 是一種人工合成的類似于 DNA 或 RNA的聚合物。與多肽類似,各種嘌呤和嘧啶堿基通過亞甲基羰基連接到主鏈骨架上。由于PNA不帶負電荷,與DNA和RNA之間不存在靜電斥力,因而結合的穩定性和特異性都大為提高。不易被DNA酶和蛋白酶水解,PNA在體內以及體外極其穩定。


PNA的主要應用

序列特異性的PCR抑制劑(PNA夾)
端粒、著絲粒FISH探針,基因特異性探針,感染試驗
反義/抗微生物試劑
miRNA抑制劑
雙鏈DNA侵入和捕獲
微陣列探針

非標記PNA

       由于其高親和力和特異性,PNA能有效結合靶核酸。未標記的PNA通常作為基因的PCR反應的特異性阻斷劑(PNA夾)。這種技術可以有效地檢測靶基因中的SNP突變。

       PNA傾向于定向且逆平行結合到靶核酸。PNA 5' 端的氨基(也寫為 5' 或 H-),可以結合其它功能基團,PNA 3' 端的酰胺基(也寫為-NH2或3')反應活性弱。5' 端乙?;梢宰柚蛊淅^續發生反應。

       因為PNA的解鏈溫度Tm 高于DNA,一般情況下,大部分使用的PNA的長度為10 - 21個堿基。PNA鏈越長,溶解性越差。嘌呤含量高(>60%)尤其是堿基G,是導致溶解性差的原因。根據序列,PNA鏈最大長度約為40個堿基。然而,我們強烈建議檢查Tm,設計探針應具有適當的長度和序列。

       當PNA鏈較長(>22mer)或者嘌呤含量高(>60%)時,為了提高PNA探針的溶解性,我們建議在序列中加入一些助溶基團如O linker、E linker、X linker或者兩個賴氨酸。當PNA偶聯多肽或染料時,接頭(linker)可以起到空間間隔(spacer)的作用。


可能用到的接頭

linker (也稱 AEEA 或 eg1):常用來提高溶解性
起到空間間隔作用:O、E、X、C3、C4、C6、C12
加入巰基:C6SH、C11SH

標記PNA

       PNA鏈5’端和3’端均可以標記。由于3' 端是非活性基團(-CONH2),所以需加入一個賴氨酸,其側鏈上的氨基可以用來標記。

       如果在5' 端標記,我們建議在PNA 和標記物之間加 1-2 O linkers。

       標記物:熒光基團(—NHS酯或羧基酰胺)、生物素、棕櫚酸、地高辛、DABCYL、疊氮化物、亞甲基藍、巰基等。


肽核酸-多肽

       因為肽核酸主鏈是基于多聚酰胺連接在一起,肽核酸可以很容易地與多肽結合以增加功能。例如,加入賴氨酸可提高肽核酸的溶解性;加入半胱氨酸可使肽核酸與其它分子通過二硫鍵連接在一起。

       PNA鏈兩端均可以用來偶聯多肽,但經常偶聯在5' 端(肽+ PNA)。多肽和PNA之間需加入起到空間間隔作用的O linker。

       肽核酸-多肽一個最普遍的應用就是用作抗微生物試劑,它是由CPP[最常見的(KFF)3K或(RXR)4xB]和含有10 - 15堿基的PNA分子組成,對微生物必需的基因具有反義作用。

       同樣,在哺乳動物細胞中,使用CPP-PNA(設計的PNA對靶mRNA反義)可以很容易地建立反義寡核苷酸的方法。最常見的是,PNA設計在5' ATG 和上游區域。

       多肽-PNA另一種應用是基因芯片,可以從目標微生物中捕獲反基因和轉錄基因。

       一般來說,肽核酸-多肽是在樹脂上從C端到N端連續合成的。


Gamma PNA

       Gamma PNA在N-aminoethylglycine單元的gamma位C原子上具有手性中心。Gamma取代可在普通PNA每第三個殘基處。

       每增加一個gamma取代,其 Tm就會提高5 - 8℃,可導致更高親和力的序列特異性結合。此外,gamma PNA可以插入雙鏈DNA中,形成三螺旋結構。

       此外,gamma PNA還有這樣幾個優點: 增加溶解性、不發生自凝聚、PNA-DNA結合更穩定和標記多樣性及其他功能。


合適的gamma功能基團

賴氨酸:較好溶解性、兩端可雙標、細胞滲透。
MiniPEG:更好溶解性和特異性結合、有效的插入雙鏈DNA中。
丙氨酸和谷氨酸也可以修飾。

設計PNA

       PNA低聚物可以在任一方向形成雙鏈,但反平行方向優先。

       PNA / DNA的Tm一般比相應的DNA / DNA高。粗略地說,每一個堿基對可增加大約1℃。

       由于和互補DNA 序列高親和性,通常不需要設計長鏈的PNA。最常見的PNA含有12-21個堿基。

       強烈建議避免任何自我互補序列,如反向重復序列,發夾和回文序列,這是因為PNA / PNA相互作用強于PNA / DNA。

       同樣建議避免嘌呤含量高的序列,因為它們往往發生聚合,導致水溶性差。盡量使嘌呤含量低于60%。也盡量避免相鄰嘌呤超過6個殘基,特別是連續4個或更多的G殘基。

       為了提高PNA探針的溶解性,可在序列中加入一些助溶基團如O linker、E linker、X linker或者兩個賴氨酸。


訂購PNA

PNA的價格取決于序列長度、產量、純度以及修飾標記,詢價請說明具體要求。
最低訂購量:未標記PNA 20 nmole,標記PNA 10 nmole。
有>90%和>91%兩種純度可供選擇。
提供HPLC純度分析和質譜分析報告。
一般2-3周交貨,gamma PNA或修飾標記的3-4周交貨。

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僅用于研究,不用于治療人類或動物



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