研究发现85%以上的肿瘤细胞中端粒酶活性呈阳性表达,而正常细胞中端粒酶基本无表达。因此,作为一种普遍存在的肿瘤标示物,端粒酶的活性和抑制研究对于以端粒酶为靶点的肿瘤诊断和治疗至关重要。端粒末端形成稳定的G-四链体结构能够有效抑制端粒酶活性,可遏制肿瘤细胞的增殖。因此,筛选和发现能够诱导人端粒GDNA形成稳定G-四链体的配体对于以端粒酶为靶点的抗肿瘤药物设计具有重要意义。本论文基于分子识别引起的构型转换,建立了检测端粒酶活性和抑制、筛选G-四链体配体的荧光新方法。本文的主要研究内容可总结为以下三方面：一、基于光诱导电子转移无需PCR灵敏检测端粒酶活性基于光诱导电子转移(PIET)原理,以标记荧光素的单链核苷酸(FDNA)为荧光核酸探针,建立一种无需聚合酶链式反应(PCR)灵敏检测端粒酶活性和抑制的荧光法。端粒酶存在时,可在端粒酶引物(TS)3’末端延长TTAGGG重复序列,延长的DNA片段与FDNA互补,使得FDNA标记的荧光基团恰好靠近延长序列的GGG碱基,荧光基团与G碱基间发生PIET,荧光信号被猝灭。一条TS引物延长链可与多个FDNA杂交形成稳定的双链结构,使得荧光信号猝灭效率显著增强,由此实现无需PCR扩增和酶辅助信号放大灵敏检测端粒酶的活性。利用该方法可检测一个人宫颈癌细胞(HeLa)提取液中端粒酶的活性。二、基于构型转变诱导的DNA-银纳米簇荧光猝灭筛选G-四链体配体以DNA-银纳米簇为信号探针,基于G碱基和G-四链体对DNA-银纳米簇荧光信号的不同影响,建立了一种非标记筛选G-四链体配体的荧光方法。所设计的DNA探针包含识别G-四链体配体的人端粒富G序列、用于合成银纳米簇的富C模板序列以及富T连接序列。原位合成的DNA-银纳米簇因为靠近富G单链序列,其荧光信号增强。G-四链体配体存在下,人端粒富G序列形成G-四链体结构,DNA银纳米簇的荧光会被G-四链体显著猝灭。基于加入配体前后荧光信号的变化,可筛选G-四链体配体。荧光、紫外可见光谱、透射电镜结果证明合成的DNA-银纳米簇具有良好的荧光特性和均一的尺寸。圆二色光谱和结合常数的测定分别证明筛选出的配体确实能够诱导G-四链体形成,并和人端粒DNA具有一定的结合能力。荧光成像和MTT分析得知低浓度的配体对于癌细胞有抑制增殖和诱导凋亡的作用。因此,本方法对于筛选G-四链体配体和发现以端粒酶为靶点的抗癌药物具有潜在的应用价值。三、基于DNA链替代反应和酶辅助信号放大无需标记检测T4 PNK的活性基于DNA链替代和酶辅助信号放大建立了一种无需标记检测T4多聚核苷酸激酶(T4 PNK)活性的荧光法。首先T4 PNK催化发夹型核酸探针(hpDNA)的5’-OH端磷酸化,λ核酸外切酶沿5’至3’方向水解hpDNA并释放出引发链来启动链替代反应,替代出P1P2杂交双链中的信号探针P2,荧光染料NMM特异性地嵌插钾离子诱导P2形成的四链体,产生明显荧光信号。在限制性内切酶的辅助下,引发链被循环释放去不断替代释放出P2,实现信号放大检测T4 PNK的活性,检出限达到6.6×10-4 U/mL。本方法不仅可实现均相溶液甚至复杂生物基质中T4 PNK活性的检测,还可用于研究T4 PNK抑制剂。该方法为简便、灵敏、低成本检测T4 PNK活性和抑制提供了一种荧光新方法。