聚酰胺抑制基因轉(zhuǎn)錄研究進展_論文

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1、聚酰胺抑制基因轉(zhuǎn)錄研究進展【摘要】　　聚酰胺（polyamide）是一類人工合成的小分子，能以序列特異性與DNA小溝結合，從而干擾天然轉(zhuǎn)錄因子與特定DNA序列的結合，實現(xiàn)對特定基因表達的調(diào)控。此類小分子發(fā)展迅速，近年來與烷化劑連接而提出了基因沉默新途徑，具有特異基因治療的潛力。本文總結了聚酰胺對特定基因轉(zhuǎn)錄抑制的研究進展?！娟P鍵詞】聚酰胺　啟動子　基因轉(zhuǎn)錄；轉(zhuǎn)錄因子SuppressionofGeneTranscriptionbyPolyamide——ReviewAbstractPolyamideisasyntheticsmallmolecule

2、thatrecognizespredeterminedsequencesintheminorgrooveofDNAwithaffinitiesandspecificitiescomparedtothoseofDNAbindingproteins.PolyamidecansuppressgenetranscriptionbyinterferingwiththeattachmentofnaturaltranscriptionfactorsandDNA.Thealkylatingpolyamidesrepresentanovelapproachfo

3、rsequencespecificgenesilencing,whichmightbeappliedtogenetherapy.Theresearchonsuppressionofgenetranscriptionbypolyamidewasreviewedin16/16thispaper.Keywordspolyamide；promoter；genetranscription;transcriptionfactor真核生物基因表達最重要的環(huán)節(jié)是轉(zhuǎn)錄水平的調(diào)控，人工合成的能夠與DNA序列識別和結合的小分子成為化學、分子生物學及醫(yī)學等領域關注的

4、焦點之一。繼DNA、RNA反義技術和RNA干擾（RNAi）技術之后，能夠識別DNA序列的聚酰胺（polyamide）分子的研究十分引人注目［1］。聚酰胺是人工合成的小分子，由芳環(huán)通過酰胺鍵連接而成。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這些小分子不僅具有識別DNA堿基的序列選擇性,還有易穿透細胞膜的功能［2，3］。最近報道的一些實驗表明，聚酰胺成功地抑制了一些基因的轉(zhuǎn)錄，尤其是人類免疫缺陷病毒（HIV）基因和一些腫瘤基因的轉(zhuǎn)錄，具有特異性基因治療的潛力。聚酰胺化學結構及其與DNA的識別最初的發(fā)現(xiàn)是從抗腫瘤抗生素“偏端霉素”開始的，這是自然界存在的識別DNA的天然小分子，能

5、夠與DNA小溝(尤其是AT富集區(qū))結合。受此結構啟發(fā),Gottefeld及一些研究者［3-7］合成了一些ImPyPyDp分子(Im=N甲基咪唑；Py=16/16N甲基吡咯；Dp=N,N二甲基丙胺)，合成的兩個聚酰胺分子平面相對，與DNA小溝呈反向平行狀態(tài)，每個聚酰胺分子上的酰胺鍵分別與相鄰的DNA堿基形成氫鍵，結合在DNA的WGWCW序列上(W可以是A或者T)。他們進一步用一個氨基酸分子作為連接子，將兩條反向平行聚酰胺鏈的C端與N端連接起來，形成了頭尾相連發(fā)卡狀(hairpin)聚酰胺。這種發(fā)卡狀聚酰胺與DNA的親合性比獨立的兩條聚酰胺鏈

6、提高了約400倍。幾種連接子的對比實驗顯示,由γ氨基丁酸充當連接子時聚酰胺具有最好的親合性。進一步研究發(fā)現(xiàn)，γ氨基丁酸不僅充當連接子,還具有一定序列選擇性(γ氨基丁酸和β丙氨酸與A·T/T·A的結合性相對G·C/C·G要強200-400倍)。聚酰胺識別DNA的配對規(guī)則是：從氨基端到羧基端反向平行成對的Py/Im特異識別C·G堿基對,而Im/Py識別G·C堿基對；反向平行成對的Hp/Py(Hp=N甲基3羥基吡咯)特異識別T·A堿基對,而Py/Hp識別A·T堿基對。利用這個規(guī)則,可以針對某一段已知DNA序列設計出相應的聚酰胺識別分子,

7、然后進行生物活性的測試與分析。聚酰胺識別DNA序列的親和力和特異性還可以通過化學方法將兩個分子連接起來本綜述由北京大學第一醫(yī)院朱平教授審校形成串聯(lián)聚酰胺而得到提高，并且這種串聯(lián)分子可以識別更長的序列。16/16不論是無細胞DNA模型，體外細胞培養(yǎng)以及動物實驗都證實聚酰胺可以抑制基因轉(zhuǎn)錄。設計的聚酰胺與DNA小溝特定序列結合（通常是基因調(diào)控區(qū)啟動子/增強子元件），阻斷真核轉(zhuǎn)錄因子（或病毒轉(zhuǎn)錄因子）與靶序列的結合，從而抑制特定基因的表達［8，9］。體外無細胞DNA實驗最初的實驗是在無細胞條件下進行的，Gottesfeld等［3］設計了含有8個環(huán)的發(fā)

8、卡狀聚酰胺，從非洲蟾蜍腎臟來源的成纖維細胞分離出染色體，該聚酰胺可以與5SRNA基因的啟動子元件結合，抑制轉(zhuǎn)錄因子TFⅢA與此元件結合，阻斷RNA聚合