肽核酸(PNA)合成服務

PNA(peptide nucleic acids,PNA)肽核酸技術,是90年代丹麥科學家發明的一類以多肽骨架取代糖磷酸主鏈的DNA類似物,即以中性的肽鏈酰胺2-氨基乙基甘氨酸鍵取代了DNA中的戊糖磷酸二酯鍵骨架,其余的與DNA相同,PNA可以通過Watson-Crick堿基配對的形式識別并結合DNA或RNA序列,形成穩定的雙螺旋結構。

由于PNA不帶負電荷,與DNA和RNA之間不存在靜電斥力,因而結合的穩定性和特異性都大為提高;不同于DNA或DNA、RNA間的雜交,PNA與DNA或RNA的雜交幾乎不受雜交體系鹽濃度影響,與DNA或RNA分子的雜交能力遠優于DNA/DNA或DNA/RNA,表現在很高的雜交穩定性、優良的特異序列識別能力、不被核酸酶和蛋白酶水解。鑒于上述諸多DNA分子不具備的優點,近十年來,人們為其在許多高技術領域找到了用途。
根據PNA的代謝穩定性,主要將其用于抑制基因表達的反義藥物研究領域,國外幾家制藥及生物技術公司,ISIS、PE等公司均投入大量精力從事開發研究;根據其與DNA優良的雜交穩定性,PNA又被廣泛用于DNA分子識別和操縱。PNA可以廣泛用于病原體、遺傳病檢測的分子雜交、原位雜交、突變分析、抗癌、抗病毒反義核酸研究和應用。尤其是PNA可以取代寡核苷酸用于基因芯片的制備,將比普通基因芯片更穩定,特異性也更好,被認為是基因芯片的升級產品,相信在臨床診斷芯片的開發方面。PNA也可用于定量PCR,可以用于實時檢測PCR的擴增反應;也可將其做成PNA Beacon,用于實時監測細胞內的RNA表達。隨著PNA基礎研究的不斷深入和新技術的不斷出現,PNA將顯示出無比優越的性能和更為廣闊的應用前景。

一、PNA設計

請遵循以下原則來設計PNA片段:
1.結合特性。雖然從理論上講,PNA可以從兩個方向來和目的片段形成雜交體,但實際上,最常見的是反向結合( anti-parallel orientation)。PNA的N末端相當于寡核苷酸的5′端,因此也經常被稱為PNA的5′端。和普通的DNA/DNA雜交體相比較,PNA/DNA具有較高的Tm值。一般而言,在100mM NaCl的條件下,每個堿基對的Tm值會升高大約1°C。
2.長度。由于PNA具有很高的親和力(higheraffinity),因此不需要設計很長的序列,一般而言12-18個已經足以滿足需要,這和其他常規25-40個寡核苷酸探針有著巨大的區別。我們必須要記得,序列越短,則其特異性就越高。對PNA而言,有時更短的序列也會達到預期的效果。反而長的PNA會發生聚集沉淀(aggregate),而影響下游的純化和分析。
3.嘌呤含量。嘌呤含量高的PNA,特別是鳥嘌呤G,也容易發生聚集沉淀(aggregate)。所以,在任何10個連續的PNA單體中,不要有6個或者更多的嘌呤出現。因此,從這意義上講,越短的PNA序列,那么就越不需要擔心設計上出現問題。
4.自身互補。盡量來防止自身互補(Self-complementarity)的發生。在序列設計上,避免反向重復(inverserepeats),發夾結構(hairpinforming),和回文序列(palindromic sequences)。
5.改善溶解性。當 PNA 鏈較長(>22mer)或者嘌呤含量高(>60%) 時,為了提高 PNA 探針的溶解性,我們建議在序列中加入一些助溶基團如 O linker、E linker、X linker 或者兩個賴氨酸。當 PNA 偶聯多肽或染料時,接頭(linker) 可以起到空間間隔(spacer)的作用。
6. 標記 PNA。 PNA 鏈 5′ 端和 3′ 端均可以標記。由于 3′ 端是非活性基團(-CONH2),所以需加入一個賴氨酸,其側鏈上的氨基可以用來標記。如果在 5′ 端標記,我們建議在 PNA 和標記物之間加 1~2 O linkers。標記物:熒光基團(—NHS 酯或羧基酰胺)、生物素等。
熒光標記物的種類

二、PNA相關知識

1.溶解性(Solubility)。PNA通常很容易在水中溶解(可達幾百uM)。但是一些特殊的序列或者經過修飾的PNA,會出現溶解性降低的現象。此時需要參照以下的方法: a)在60°C中加熱大約10分鐘。
b)加入0.1% TFA或者10-20%的乙腈,或者其他的有機溶劑,例如(DMF,NMP等)。
2.保存(Storage)。雖然PNA在常溫下非常穩定,但是我們還是建議將PNA在4°C中保存。
a)100nmol的PNA一般很容易在1-2毫升的水中溶解。
b)我們建議分裝一下。每個分裝后的PNA可以在每次使用前稀釋在適當的緩沖液中。
c)如果需要在零下20度長時間保存的話,請將PNA凍干保存。
d)也可以將PNA溶解后在零下20度長期保存,而不會對PNA的效用有任何的影響。這種方法特別適用于嘌呤含量高的短PNA。
e)我們建議用聚丙烯或者聚乙烯的試管來保存PNA,而不是使用玻璃或者聚苯乙烯的管子。
3.緩沖液選擇
a)用于DNA。PNA/DNA雜交體的Tm和離子強度沒有關系,因此,即使在較低的離子濃度下,PNA也可以非常有效地結合到DNA。
b)如果用于RNA,低鹽條件會有助于RNA三級結構變性,從而使得PNA更容易和RNA雜交。

三、訂購 PNA

PNA的價格取決于序列長度、產量和修飾標記,詢價請說明具體要求。
最低訂購量: 未標記 PNA 50 nmole,標記PNA 25 nmole。提供PNA的純度大于>95%,HPLC 純度分析報告、質譜分析報告,一般3~4周交貨。

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