聚酰胺抑制基因转录探究进展

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1、聚酰胺抑制基因转录探究进展【摘要】聚酰胺(polyamide)是一类人工合成的小分子，能以序列特异性与DNA小沟结合，从而干扰天然转录因子与特定DNA序列的结合，实现对特定基因表达的调控。此类小分子发展迅速，近年来与烷化剂连接而提出了基因沉默新途径，具有特异基因治疗的潜力。本文总结了聚酰胺对特定基因转录抑制的研究进展。【关键词】聚酰胺启动子基因转录；转录因子SuppressionofGeneTranscriptionbyPolyamideReviewAbstractPolyamideisasyntheticsmallmoleculeth

2、atrecognizespredeterminedsequencesintheminorgrooveofDNAwithaffinitiesandspecificitiescomparedtothoseofDNAbindingproteins・PolyamidecansuppressgenetranscriptionbyinterferingwiththeattachmentofnaturaltranscriptionfactorsandDNA.Thealkylatingpolyamidesrepresentanovelapproachf

3、orsequencespecificgenesilencing,whichmightbeappliedtogenetherapy.Theresearchonsuppressionofgenetranscriptionbypolyamidewasreviewedinthispaper.Keywordspolyamide；promoter；genetranscription；transcriptionfactor真核生物基因表达最重要的环节是转录水平的调控，人工合成的能够与DNA序列识别和结合的小分子成为化学、分子生物学及医学等领域关注的焦

4、点之一。继DNA、RNA反义技术和RNA干扰（RNAi）技术之后，能够识别DNA序列的聚酰胺（polyamide）分子的研究十分引人注目［1］。聚酰胺是人工合成的小分子，由芳环通过酰胺键连接而成。已经发现，这些小分子不仅具有识别DNA碱基的序列选择性，还有易穿透细胞膜的功能［2,3］。最近报道的一些实验表明，聚酰胺成功地抑制了一些基因的转录，尤其是人类免疫缺陷病毒（HIV）基因和一些肿瘤基因的转录，具有特异性基因治疗的潜力。聚酰胺化学结构及其与DNA的识别最初的发现是从抗肿瘤抗生素“偏端霉素”开始的，这是自然界存在的识别DNA的天然小分

5、子，能够与DNA小沟（尤其是AT富集区）结合。受此结构启发，Gottefeld及一些研究者［3-7］合成了一些ImPyPyDp分子（Im=N甲基咪呢;Py=N甲基毗咯；Dp=N,N二甲基丙胺），合成的两个聚酰胺分子平面相对，与DNA小沟呈反向平行状态，每个聚酰胺分子上的酰胺键分别与相邻的DNA碱基形成氢键，结合在DNA的WGWCW序列上（W可以是A或者T）。他们进一步用一个氨基酸分子作为连接子，将两条反向平行聚酰胺链的C端与N端连接起来，形成了头尾相连发卡状（hairpin）聚酰胺。这种发卡状聚酰胺与DNA的亲合性比独立的两条聚酰胺链提

6、高了约400倍。几种连接子的对比实验显示，由Y氨基丁酸充当连接子时聚酰胺具有最好的亲合性。进一步研究发现，V氨基丁酸不仅充当连接子，还具有一定序列选择性（V氨基丁酸和B丙氨酸与A・T/T・A的结合性相对G・C/C・G要强200-400倍）。聚酰胺识别DNA的配对规则是:从氨基端到竣基端反向平行成对的Py/Im特异识别C・G碱基对，而Im/Py识别G・C碱基对；反向平行成对的Hp/Py（Hp=N甲基3務基毗咯）特异识别T・A碱基对，而Py/Hp识别A・T碱基对。利用这个规则，可以针对某一段已知DNA序列设计出相应的聚酰胺识别分子，然后进行

7、生物活性的测试与分析。聚酰胺识别DNA序列的亲和力和特异性还可以通过化学方法将两个分子连接起来本综述由北京大学第一医院朱平教授审校形成串联聚酰胺而得到提髙，并且这种串联分子可以识别更长的序列。不论是无细胞DNA模型，体外细胞培养以及动物实验都证实聚酰胺可以抑制基因转录。设计的聚酰胺与DNA小沟特定序列结合（通常是基因调控区启动子/增强子元件），阻断真核转录因子（或病毒转录因子）与靶序列的结合，从而抑制特定基因的表达［8,9］o体外无细胞DNA实验最初的实验是在无细胞条件下进行的，Gottesfeld等［3］设计了含有8个环的发卡状聚酰胺

8、，从非洲蟾蛛肾脏来源的成纤维细胞分离出染色体，该聚酰胺可以与5SRNA基因的启动子元件结合，抑制转录因子TFIIIA与此元件结合，阻断RNA聚合酶III的转录。TATA盒是大多数真核生物基因调控区的核心启动