[发明专利]一种特异性识别并区分DNA与RNA的香豆素衍生物及其制备方法和应用

说明书

本发明属于分子生物学领域，特别是指一种特异性识别并区分DNA与RNA的香豆素衍生物及其制备方法和应用。所述香豆素衍生物为探针1结构式为或探针2结构式为。本发明中的探针合成简单，产率高，能特异性识别并区分DNA与RNA，特异性好、灵敏度高。这为DNA与RNA的特异性区分的小分子荧光探针的开发提供了一种新的思路和方法。

技术领域

本发明属于分子生物学领域，特别是指一种特异性识别并区分DNA与RNA的香豆素衍生物及其制备方法和应用。

背景技术

DNA是双螺旋结构，属于遗传物质。RNA一般是单链，不作为遗传物质。RNA是以DNA的一条链为模板，以碱基互补配对原则，转录而形成的一条单链，主要功能是实现遗传信息在蛋白质上的表达，是遗传信息向表型转化过程中的桥梁。与DNA不同，RNA一般为单链长分子，不形成双螺旋结构，但是很多RNA也需要通过碱基配对原则形成一定的二级结构乃至三级结构来行使生物学功能。RNA的碱基配对规则基本和DNA相同，不过除了A-U、G-C配对外，G-U也可以配对。在病毒方面，很多病毒只以RNA作为其唯一的遗传信息载体（有别于细胞生物普遍用双链DNA作载体）。RNA中的mRNA是合成蛋白质的模板，内容按照细胞核中的DNA所转录，tRNA是mRNA上碱基序列（即遗传密码子）的识别者和氨基酸的转运者，rRNA是组成核糖体的组分，是蛋白质合成的工作场所。DNA是高分子聚合物，DNA溶液为高分子溶液，具有很高的粘度，可被甲基绿染成绿色。DNA对紫外线（260nm）有吸收作用，利用这一特性，可以对DNA进行含量测定。当核酸变性时，吸光度升高，称为增色效应。相对而言其他的蛋白质则只能与特定的脱氧核糖核酸序列进行专一性结合。大多数关于此类蛋白质的研究集中于各种可调控转录作用的转录因子。这类蛋白质中的每一种，都能与特定的脱氧核糖核酸序列结合，进而活化或抑制位于启动子附近序列的基因转录作用。转录因子有两种作用方式，第一种可以直接或经由其他中介蛋白质的作用，而与负责转录的RNA聚合酶结合，再使聚合酶与启动子结合，并开启转录作用。第二种则与专门修饰组织蛋白的酵素结合于启动子上，使脱氧核糖核酸模板与聚合酶发生接触的难度改变。

DNA与RNA均存在于真核细胞内，且基本组成相似，结构大多为链状，因此想要实现对二者的区分依然是一个难题。目前已经开发出许多出色的荧光小分子探针用于检测DNA，但用于RNA特异性检测的探针依然十分缺乏。目前报道的用于检测RNA的探针，当体系中存在DNA时会产生较大的干扰，因此设计用于检测RNA并区别于DNA的荧光探针是必要的。

在本次研究中，以香豆素为基本结构作为荧光基团，在此基础上，连接带有正电荷的基团作为特异性靶向线粒体的功能性基团；除此之外，探针2在探针1的结构基础上在4位引入噻吩杂环，做此设计改变的主要原因是引入杂环后由于位阻效应会使探针2的整个分子结构趋于曲面，又因RNA结构容易自行折叠弯曲，所以使得探针2能够与其有较好的特异性结合能力。因此，通过探针分子的结构设计，开发具有特异性识别并检测RNA的探针是十分有意义的。

发明内容

本发明提出一种特异性识别并区分DNA与RNA的香豆素衍生物及其制备方法和应用，本申请以香豆素为基本结构作为荧光基团，在此基础上，连接带有正电荷的基团作为特异性靶向线粒体的功能性基团；除此之外，探针2在探针1的结构基础上在4位引入噻吩杂环，做此设计改变的主要原因是引入杂环后由于位阻效应会使探针2的整个分子结构趋于曲面，又因RNA结构容易自行折叠弯曲，所以使得探针2能够与其有较好的特异性结合能力。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种特异性识别并区分DNA与RNA的香豆素衍生物，所述香豆素衍生物为探针1结构式为或探针2结构式为。

所述探针1的制备步骤为：7-二乙胺香豆素-3醛和2,3-二甲基苯并噻唑碘化铵溶于EtOH中。反应混合物回流搅拌12小时，然后冷却至室温，用过滤器收集沉淀，然后用硅胶柱层析(CH₂Cl₂/MeOH, 50:1 v/v)纯化，得到深蓝色固体，即为探针1。