抗生素卡纳米辛的aptamers的设计和表征,具有改进的亲和力
Alexey V Samokhvalov1, Oksana G Maksimenko2, Anatoly V Zherdev1
1A. N. Bach Institute of Biochemistry, Research Center of Biotechnology, Russian Academy of Sciences, Moscow 119071, Russia.
International journal of molecular sciences
|November 27, 2025
概括
研究人员为卡纳米辛设计了新型DNA吸收剂,提高了结合亲和力. 一种42个基的阿帕特马能达到109nM的解离常数,其性能优于现有的卡纳米辛阿帕特马.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 分子生物学分子生物学
- 药用化学 医学化学
背景情况:
- 胺是具有高特异性的合成受体,但往往缺乏高亲和力.
- 标准的SELEX方法难以达到最佳的阿帕特默亲和力.
- 难以获取对体和目标的3D结构数据,阻碍了合理的设计.
研究的目的:
- 设计和表征具有对抗生素kanamycin增强亲和力的DNA吸收体.
- 探索基于结构的设计原则,以改进aptamer-target的相互作用.
- 开发一种合理的设计方法,克服标准的aptamer选择的局限性.
主要方法:
- 使用NUPACK,RNAfold和UNAFold计算预测阿普坦二次结构和结合动机.
- 合理的设计,包括切断非功能区域和稳定绑定循环.
- 使用异热定位热量计 (ITC) 设计的aptamer的合成和亲和度测量.
- 使用循环二重化 (CD) 光谱学对预测结构的验证.
主要成果:
- 设计和合成了七种新的kanamycin特异性DNA吸收剂.
- 一个42个基的阿胺体现出109 ± 15nM的解离常数 (Kd).
- 这种优化的阿帕特马与最初的阿帕特马 (470 ± 40 nM) 相比,其亲和力提高了4.7倍.
- 设计的阿胺体显示出与所有先前报告的卡纳米辛阿胺体相比,具有更高的结合亲和力.
结论:
- 基于计算结构预测的理性设计可以显著提高aptamer亲和力.
- 截断和稳定策略对于优化aptamer性能是有效的.
- 这种新型的42基胺体代表了对甲胺检测和治疗应用的重大进步.
