中科院：核酸適體分子識別機制

　　近日，中國科學院精密測量科學與技術創新研究院李從剛研究團隊與中科院生態環境研究中心趙強等合作，利用核磁共振方法，解析了赭曲霉毒素A的核酸適體的高分辨溶液結構，揭示了核酸適體高親和、高特異性識別的分子機制。

　　核酸適體是一類能特異性與靶標結合的寡核苷酸片段。核酸適體的靶標范圍廣泛，被譽為化學家的抗體，在生化傳感、藥物開發等多方面具有潛在應用。赭曲霉毒素A（OTA）是食品、農產品等中的常見污染物，具有強致癌性。OTA的快速靈敏檢測與健康、食品安全緊密相關。核酸適體OBA36是高親和、高特異性識別OTA的DNA核酸適體，可區分一個原子差別的赭曲霉毒素同系物OTA和OTB（如圖）。該適體是OTA快速靈敏檢測的潛在理想工具，也廣泛應用于生化傳感的開發。然而，由于缺乏高分辨率的結構，核酸適體高親和、高特異性識別的分子機制尚不清楚。

　　科研團隊運用液體核磁共振方法，解析了核酸適體與OTA復合物在溶液中的高分辨結構，發現了OTA誘導核酸適體折疊成一個由Mg2+和Na+共同穩定的雙螺旋-G-四鏈體結構（如圖）。與已發現的小分子配體和G-四鏈體結合常通過配體與G-四平面直接堆積的模型不同，OTA并不直接與G-四鏈體相互作用，而是通過π-π堆積、鹵鍵和疏水作用，結合在雙螺旋與G-四鏈體結構的連接處。同時，OTA的氯原子與核酸適體堿基芳環之間形成的強鹵鍵是核酸適體高親和、高特異性識別OTA的關鍵（OTB和OTA有相同的結合位點，但缺少鹵鍵）。該研究揭示了核酸適體高親和、高特異性識別的結構基礎，拓展了核酸適體識別靶標機制的理解，也為進一步的核酸適體優化改造以及傳感檢測方法的開發應用奠定了重要基礎。

　　相關研究成果以Structural Insights into the Mechanism of High Affinity Binding of Ochratoxin A by a DNA Aptamer為題，發表在《美國化學會志》上。研究工作得到國家自然科學基金（創新群體項目/杰出青年基金項目/面上項目）和國家重點研發計劃的支持。

　　論文鏈接

核酸適體復合物的高分辨核磁共振結構及結合位點的詳細結構