G（鸟嘌呤）-三聚体作为G-四聚体折叠过程中的中间体被发现，已被确认为是一种新型的DNA结构。G-三聚体是富G序列以Hoogsteen氢键相连形成的DNA三螺旋构象。最近的研究发现，G-三聚体表现出很多与G-四聚体相似的性能，这表明在生理条件下，稳定的G-三聚体也可能存在着潜在的重要功能。但是，由于G-三聚体的解链温度明显低于G-四聚体的解链温度，很难找到能够形成稳定的G-三聚体结构的序列。因此，关于稳定的G-三聚体的研究仍然有限，G-三聚体的功能和应用仍然有待进一步探索。

北京大学周颖琳（点击查看介绍）/张新祥（点击查看介绍）研究团队通过从一条G-四聚体序列的3'端截去4个碱基得到了一条14个碱基的新型稳定的G-三聚体，并发现该G-三聚体可以显著降低电活性探针亚甲基蓝的扩散电流。之后，他们利用电化学手段、圆二色光谱技术、电喷雾离子化质谱技术对该G-三聚体DNA和亚甲基蓝之间的相互作用模式及结合力进行了研究。此外，他们与北京大学杨立江老师合作利用分子动力学模拟，对G-三聚体的折叠构象及两者之间的相互作用和结合位点做出了理论分析。

G-三聚体与亚甲基蓝亲和作用的发现提供了一种新的信号输出方式，可以用于监测分子识别反应中含有G-三聚体序列的单链DNA的结构变化。基于此，该团队开发了G-三聚体/亚甲基蓝复合物作为电化学信号输出方式的新功能，并将其应用于均相电化学生物传感器的设计中。与G-四聚体/亚甲基蓝发夹结构相比，G-三聚体/MB体系检测灵敏度得到了提高，表明具有较短的富G序列的G-三聚体在生物传感器的组装中更具有优势。这一研究在G-三聚体/亚甲基蓝复合物的探索中采用的策略和观察到的结果，都将为功能性富G序列及其配体的开发和应用提供可借鉴的的研究思路。

相关研究成果近期发表在Analytical Chemistry 杂志上。论文第一作者为博士研究生赵玲丽；论文通讯作者为北京大学的周颖琳副教授和杨立江副教授。相关研究工作得到国家自然科学基金委的支持。

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The Exploration of a New Stable G-Triplex DNA and Its Novel Function in Electrochemical Biosensing

Ling-Li Zhao, Ting Cao, Qian-Yu Zhou, Xiao-Hui Zhang, Ying-Lin Zhou, Lijiang Yang, Xin-Xiang Zhang

Anal. Chem., 2019, 91, 16, 10731-10737, DOI: 10.1021/acs.analchem.9b02161

导师介绍

周颖琳

https://www.x-mol.com/university/faculty/8653

张新祥

https://www.x-mol.com/university/faculty/8650