PNA 簡介:
PNA(Peptide nucleic acid,肽核酸)是一種人工合成的類似于DNA,RNA的化學物質。PNA的骨架是由重復的N-2-(氨乙基)-甘氨酸為單位,經由肽鍵組合而成。堿基與骨架之間是以亞甲羧鍵相連(圖1)。與多肽相似的是,PNA也有N端和C端的差別。同時由于PNA沒有如DNA,RNA上的磷酸基團,因此PNA與DNA,RNA之間缺乏電性相斥的現象,使得兩者之間的結合強度大于DNA與DNA之間的結合。由于PNA既不屬于多肽,也不屬于核酸,因此,PNA不易被蛋白酶或核酸酶水解,無論在體內還是在體外,PNA都相當穩定,同時,由于堿基之間配對特異性極強,熱穩定性高;诖嗽,PNA可以作為各類探針,PCR
blockers/PNA Clamping,microRNA
inhibitor 等應用于生物學研究以及醫學診斷中。
PNA 結構:
PNA特性&優勢
強結合力:PNA是由電中性的酰胺骨架組成,因此PNA鏈與DNA鏈之間無排斥現象,因此,PNA與DNA之間具有更強的結合力。
強特異性及靈敏性:在不存在錯配的情況下,PNA/DNA結合穩定性強于DNA/DNA;在錯配情況下,PNA/DNA結合穩定性弱于DNA/DNA。即便是單個堿基錯配,也會造成溶解曲線的巨大差異。因此,可以區分單個堿基的錯配。沒出現1個堿基的錯配,Tm值平均降低15°C,如果2個堿基錯配,則完全不能雜交,因此特異性極高。
強穩定性:PNA具有較強的化學,生物學,熱力學穩定性。PNA在高溫,強PH條件下,均具有較強的穩定性。并且由于PNA骨架有別于核酸以及多肽骨架,因此,核酸酶及蛋白酶均不易降解PNA。
強雜交穩定性:PNA在高鹽濃度的雜交液中具有較強的穩定性,以及結合力。因此,PNA可以作為比較穩定的雜交探針應用于科學研究。在相同條件下,15個相同序列的堿基,DNA/DNA的Tm值為53.3°C,DNA/RNA的Tm值為50.6°C,PNA/DNA的Tm值高達69.5°C,PNA/PNA更是高達72.3°C,即與相同序列的天然核酸堿基序列相比,每增加1個堿基,解鏈溫度提高1°C,大大提高了雜交穩定性。
強安全性:PNA幾乎沒有毒性,為小鼠經脈注射PNA,2h后觀察PNA存在于所有的組織器官中,而90%的PNA在用藥后24 h內以未經修飾的形式經尿排出,因此PNA對于生物體來說,具有很高的安全性。