蛋白质(反式作用因子)与DNA(顺式作用元件)的相互作用是真核生物基因表达调控的基础和关键环节,目前还缺乏高通量、实时在线研究的有效手段。本研究基于压电谐振测量技术和传感器阵列集成技术拟利用蛋白质与DNA的特异结合能力,以顺式作用元件(dsDNA)作为传感器的生物识别分子,构建一种蛋白质-DNA特异结合的新型传感器阵列,实时动态观察蛋白质与DNA的相互作用,高通量、系统性探讨其相互作用的动力学参数、结合行为和过程,并建立蛋白质的分子量及其同DNA的特异结合量与压电生物传感器液相响应频率的数学关系模型,阐明蛋白质-DNA相互作用压电生物传感器的响应机理。为研究真核基因表达调控过程中蛋白质与DNA的相互作用提供一种灵敏、快速、简单、高通量、实时在线检测的新型技术平台,对研究和阐明真核生物基因表达调控的分子机制具有极其重要的理论意义和实用价值。
蛋白质(反式作用因子)与DNA(顺式作用元件)相互作用是真核基因调控的关键环节。本研究在国家自然基金资助下,获得如下结果(1)基于压电传感技术,以NF-κB的dsDNA作为传感器的识别分子,成功构建蛋白质-DNA特异结合的新型传感器阵列,实现了传感器在液相稳定振荡。(2)探讨了蛋白质与DNA相互作用的影响因素,建立的检测条件为探针固定浓度2.0μM,反应溶液为0.01M PH 7.5的Tris-HCl 缓冲液(含0.05M MgCl2),反应温度20-25℃,检测时间15Min。(3)探讨了蛋白质-DNA压电传感器的响应机理,得到NFκB与DNA的结合动力学参数为最大结合量为82±3.5ng/cm2;亲和常数Ka为(2.9±0.54)×10-7M;结合常数K1为(4.2±0.71)×104 M-1S-1;解离常数K-1为(1.2±0.21)×10-3 S-1。传感器频率响应与蛋白质浓度在10-40ng/μl呈良好剂量反应关系。(4)采用EMSA和不同序列探针证实了NFκB与特异DNA的结合作用。(5)利用构建的传感器对核蛋白提取物中NF-κB浓度进行初步检测,显示了良好应用前景。