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World File Search System碱基配对
通过DNP增强固态NMR N-H键长度测量的双链DNA中的氢键
许多生物学过程和机制取决于DNA中碱基配对和氢键的细节。氢键由于难以可视化氢原子位置而通过X射线晶体学和冷冻EM进行量化，但可以通过溶液中的NMR光谱探测到位点特异性，而固态的固态，后者特别适合大型，缓慢滚动的DNA复合物。最近，我们表明低温动态核极化（DNP）增强的固态NMR是在本机样条件下在各种DNA系统中区分Hoogsteen碱基对（BPS）与规范的Watson-Crick BPS的有价值工具。在此使用12型摩尔DNA双工，在Watson-Crick或Hoogsteen确认中含有两个中央腺嘌呤 - 胸腺氨酸（A-T）BPS，我们证明了DNP固态NMR测量值，这些NMR的测量值是胸腺胺N3-H3键的长度，这些长度与N-H-H-H的详细信息敏感，并允许NH-H·n-H·的n-H·n-H·的水性键合敏感。相同的DNA序列上下文。对于此DNA双链体，对于Watson-Crick A-T和HOOGSTEEN A-T和HOOGSTEEN A（SYN）-T碱基对的有效相同的TN3-H3键长的长度为1.055±0.011Å和1.060±0.011Å，相对于参考磁键长度为1.015±0.010Å，分别为N-Acety-ny-acetyl ny-acetyl ny-acetyl ny-acetyl，分别为watson-Crick a-t和hoogsteen a（syn）a（syn）-t碱基对。非常明显的是，在模型DNA双链体的背景下，这些结果表明，watson-Crick和Hoogsteen BP构型构象异构体之间N-H··N-t a-t氢键没有显着差异。考虑到零点运动的先前量子化学计算预测有效较长的肽n-h键长度为1.041Å，与溶液和环境温度下的肽和蛋白质的固态NMR研究一致，以促进这些早期的研究tn3-h3键长度的直接比较。 Watson-Crick A-T和Hoogsteen A（Syn）-t BPS相对于1.041Å参考肽N-H键长。更一般地，基于低温DNP固态NMR的方法对N-H键长度进行高精度测量有望促进对一系列DNA复合物和基本配对环境的氢键的详细比较分析。
可重新配置的二维DNA晶格
2纽约大学化学系，纽约，纽约10003，美国 *通讯作者。电子邮件：bw@tsinghua.edu.cn（B.W.）; ned.seeman@nyu.edu（n.c.s.）。抽象的分支DNA基序是所有合成DNA纳米结构的基本结构元素。但是，分支方向的精确控制仍然是进一步增强整体结构秩序的关键挑战。在这项研究中，我们使用两种策略来控制分支方向。第一个基于固定的霍利迪连接，该连接在分支点上采用特定的核苷酸序列，以决定其方向。第二个策略是使用角度构造支柱在分支点上使用柔性垫片固定分支方向。我们还证明，可以通过规范的Watson-Crick碱基配对或非典型的核酶相互作用（例如I-MoTIF和G-Quadruplex）动态地实现分支方向控制。具有从化学环境的精确角度控制和反馈，这些结果将使新型的DNA纳米力学传感设备和精确有序的三维体系结构。在过去的四十年中，随着DNA纳米技术的快速发展，多功能的DNA纳米结构具有越来越增强的复杂性[1] [1]。作为分支结构基序在DNA纳米结构中无处不在，对螺旋分支的精确角度控制是关键挑战之一。相比之下，几何控制在很大程度上避开了DNA网络设计。对这些方案的拓扑控制已在很大程度上通过序列设计，螺旋时期和连接连通性的处方[2]阐明。Angle and lattice morphology is generally observed to be an emergent property of topological self-assembly—indeed the tensegrity triangle, a hallmark three-dimensional (3D) DNA lattice [3] , has three attainable internal angles, 101 º, 111 º, and 117 º, which is an apparent result of lattice stress by changing the edge length in otherwise topologically-similar structures.考虑到这一点，在现场中，获得更高的结构顺序（包括拓扑和几何特性）仍然是一个关键的挑战，可以作为实现设计师纳米材料功能的更雄心勃勃的目标的基础（例如酶促活动，刚性晶体支架，固定的晶体支架，纳米粒子阵列等）。类似于减数分裂的移动霍利迪交界处的固定的四臂连接是DNA纳米技术中最早的结构图案[2A，4]。它不仅在由无脚手架的DNA“乐高”方法构建的纳米结构中广泛使用[5]，而且还使用脚手架的DNA折纸方法在不同的结构中呈现[6]。已证明分支方向由分支点序列[7]和交叉类型[8]定义，这表明了精确几何控制的机会。这种合成性指出了具有精确和动态原子布置的高阶DNA纳米结构的可行性。
利用基于适体的 DNA 纳米技术进行生物分析和癌症治疗
摘要：适体是利用指数富集系统进化配体 (SELEX) 技术从随机寡核苷酸库中获得的由 15 – 80 个核苷酸组成的单链 DNA 或 RNA 分子。它们可以与多种靶标结合，具有高结合亲和力和高特异性，包括金属离子、小分子、蛋白质、细胞甚至组织。与常用的抗体相比，适体具有更好的热稳定性、更小的分子量、更容易修饰以及化学合成的批次间差异小。这些独特的优点使适体成为生物医学应用中有前途的分子工具，涵盖生物传感、生物成像、疾病诊断、靶向化疗和癌症免疫治疗。然而，作为化学合成的寡核苷酸，适体会被血液循环中的核酸降解酶（例如核酸内切酶或核酸外切酶）降解，从而降低其稳定性和活性。另一个限制因素是肝脏和肾脏快速清除，从而缩短了它们的循环寿命和生物利用度。DNA 纳米技术的最新进展引起了全球的关注，并在化学、材料、生物学和医学领域出现了跨学科应用。DNA 自组装和 DNA 动态操作的基础是沃森-克里克碱基配对，辅以计算机可编程设计。作为功能构建块，适体本身可以发挥 DNA 纳米技术的巨大潜力，包括生物分析、靶向药物输送和癌症免疫治疗。因此，基于适体的 DNA 纳米技术将在未来研究中引起人们的浓厚兴趣。由于分子医学提供了个性化和精确的诊断和治疗解决方案，因此在本文中，我们重点介绍了利用 DNA 适体和 DNA 纳米技术进行分子医学的研究进展，特别是我们最近的研究进展。适体通常被称为化学抗体，它使 DNA 纳米技术能够用于生物分析和癌症治疗。因此，本文讨论了两个部分：首先，我们讨论通过环化和核苷酸骨架工程对适体的分子修饰。然后构建了适体束缚的DNA纳米结构用于细胞识别和生物分析。为了进行智能癌症诊断，我们详细介绍了三种涉及适体的分子计算公式。在最后一部分，我们重点关注基于适体的靶向化疗和免疫治疗。基于共价偶联策略，我们报道了一系列适体药物偶联物。同样，通过采用环化策略，讨论了环状二价适体药物偶联物。接下来，由于小分子药物递送系统遇到与生物稳定性不足有关的挑战，特别是在易受酶切和体内循环时间短方面，介绍了用于靶向化疗的适体束缚纳米药物。免疫治疗部分包括肿瘤疫苗、过继细胞免疫治疗和免疫检查点阻断。最后，我们提出了基于适体的 DNA 纳米技术在生物应用中的挑战和机遇。