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G-四链体-氯化血红素(hemin)DNA酶(简称G-四链体DNA酶)是一种由氯化血红素和特定的核酸G-四链体形成的具有过氧化物酶活性的人工模拟酶。G-四链体-hemin DNA酶可以有效的催化H2O2氧化ABTS(2,2-氨基-二(3-乙基-苯并噻唑啉-6-磺酸))的反应,生成有特征吸收的绿色产物ABTS·+自由基。自从G-四链体DNA酶第一次被报道以来,这类酶已经被广泛用于生物和化学传感器的设计。本文利用该酶的特点,设计出了一种简单灵敏的检测汞离子和半胱氨酸的方法;另外也拓展了该酶的应用范围,将其用于抗氧化剂抗氧化性能的研究。
Hg2+可以和两个胸腺嘧啶碱基T结合,生成T-Hg2+-T碱基对,从而对DNA双链中的T-T碱基错配起到稳定作用。基于这种作用,我们设计了一种简单方便的检测HG2+的方法。该方法中只使用了一条寡核苷酸链,这条寡核苷酸链主要有两个片段组成:一段是5端的富G序列,另一段是3端的探针序列。没有Hg2+存在下,单寡核苷酸链形成一种茎-环结构。富G序列的一部分被包埋在茎的分子内二倍体结构中,不能形成G-四链体结构,因而不显示酶活性。然而,当加入Hg2+时,该寡核苷酸链形成另外一种茎-环结构,其中的T-T错配可以被Hg2+稳定,形成T-Hg2+-T碱基对。这种结构的转变将富G序列从茎的二倍体结构中完全释放出来,折叠成分子内G-四链体,在hemin存在时形成G-四链体DNA酶,该酶可以有效地催化ABTS和H2O2的反应,产生绿色的ABTS·+自由基,导致体系在420 nm处的吸光度值增加。这种方法具有很高的灵敏度和选择性,检测限可达9.2 nM。同时利用汞离子和含硫氨基酸-半胱氨酸(Cys)之间的强相互作用,此方法可进一步用来检测Cys。
另外,我们报道了一种将ATP稳定G-四链体DNA酶催化的ABTS-H2O2反应体系用于抗氧化性能研究的简单方法。该方法采取的是一种“后加入”模式。ABTS·+自由基是通过使用一种既经济又稳定的人工酶(G-四链体DNA酶)催化ABTS-H2O2反应体系提前制备好的。由于ATP的加入,ABTS·+自由基的歧化作用受到了抑制,生成的ABTS·+自由基可以稳定存在,其存活时间延长了约6倍,使得大规模制备ABTS·+自由基成为了可能。实验中,我们用这种方法对几种抗氧化剂和实际样的相对抗氧化性能进行了研究和比较,而且对检测结果进行了裸眼观察。