[发明专利]一种纯DNA双链缠结水凝胶及制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种纯DNA双链缠结水凝胶及制备方法及应用，制备方法为：向EP管中加入带有可形成i‑motif结构的粘性末端的双链线性DNA前、后引物，目标DNA，和1╳DNA聚合酶，用去离子水补齐50μl，置于PCR仪中，进行PCR扩增，得到两端带有可形成i‑motif结构的粘性末端的长双链DNA。将制备的两端带有可形成i‑motif结构的粘性末端的长双链DNA浓缩至1μg/μl，并置于pH4.5‑6.5的缓冲液中，形成纯DNA双链缠结水凝胶。本发明制备的纯DNA双链缠结水凝胶可应用于生物纳米机器领域；通过引入基因序列，该水凝胶可应用于无细胞蛋白质生产。

技术领域

本发明属于生物合成技术的DNA合成领域，涉及一种纯DNA双链缠结水凝胶及制备方法及通过设计使纯DNA双链缠结水凝胶用于无细胞蛋白质生产的应用。

背景技术

DNA是一种储存遗传信息的生物大分子，具有可编辑性。随着DNA纳米技术的发展，多种DNA材料逐渐被设计合成。DNA水凝胶作为一种基于DNA的功能性材料，不仅具有其他水凝胶的一般特性(高水量，机械强度等)，同时具备了DNA的可设计性，良好的生物相容性和可降解性等特性。另外，通过在DNA水凝胶中设计基因序列，可以赋予DNA水凝胶蛋白表达的生物功能。纯DNA水凝胶作为一种只有DNA形成的水凝胶，其可设计性和生物相容性更加优良，在生物医药领域和蛋白质工程领域均具有很大的应用价值。

目前，纯DNA水凝胶主要包括由寡核苷酸组装水凝胶和单链DNA缠结水凝胶。其中寡核苷酸组装水凝胶的制备方法是：化学合成的DNA寡聚链通过酶催化连接、自组装等方式合成，该方法需要大量的DNA寡聚链，成本较高。单链DNA缠结水凝胶的制备方法是：滚环扩增，即在phi29酶的催化作用下进行高效等温核酸扩增，得到单链DNA缠结形成的纯DNA水凝胶，该方法中使用的phi29酶成本高，且该水凝胶机械性能低。

开发新的经济的高机械性能的纯DNA双链缠结水凝胶及制备方法对拓展DNA水凝胶的应用具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带有可形成i-motif结构的粘性末端的双链线性DNA前引物。

本发明的第二个目是提供一种带有可形成i-motif结构的粘性末端的双链线性DNA前引物的制备方法。

本发明的第三个是提供一种带有可形成i-motif结构的粘性末端的双链线性DNA后引物。

本发明的第四个目是提供一种带有可形成i-motif结构的粘性末端的双链线性DNA后引物的制备方法。

本发明的第五个目的是提供一种两端带有可形成i-motif结构的粘性末端的长双链DNA。

本发明的第六个目是提供制备两端带有可形成i-motif结构的粘性末端的长双链DNA的方法。

本发明的第七个目的是提供制备一种纯DNA双链缠结水凝胶的制备方法。

本发明的第八个目的是提供一种纯DNA双链缠结水凝胶。

本发明的第九个目的是提供纯DNA双链缠结水凝胶作为表达基因在无细胞蛋白质生产的应用。

本发明的技术方案概述如下：

带有可形成i-motif结构的粘性末端的双链线性DNA前引物的制备方法，包括如下步骤：

(1)取2条摩尔数相同的DNA单链，通过退火进行双链碱基互补配对；

第一条DNA单链由30-105个核苷酸组成，第二条DNA单链由21-86个核苷酸组成；每条DNA单链由第一部分和第二部分组成：

第一条DNA单链的第一部分为DNA单链3’端的20-30个核苷酸，作为后续反应的前引物的粘性末端序列；