經(jīng)歷后續(xù)[2+2]環(huán)加成的自由基正離 子。因此,無論是經(jīng)過還原淬滅循環(huán)(reductive quenching cycle)還是氧化淬滅循環(huán), Ru*(bpy)32+均證明為烯烴的[2+2]光環(huán)加成的有力光氧化還原催化劑(艾斯查等,2008 ; 2010;杜等,2009 (Ischay et al·,2008 ;2010;Du et al·,2009))。其雙途徑光催化機(jī)制 使Ru(bpy)32+成為可進(jìn)行缺電子烯烴和富電子烯烴兩者的[2+2]環(huán)加成的多功能光催化劑 (圖12)。所述優(yōu)點(diǎn)提供了廣泛的缺電子烯烴和富電子烯烴兩者,從其中可篩選和優(yōu)化可用 于設(shè)計(jì)和合成AdoMet類似物的合適的含雙鍵種類。當(dāng)通過使用DNA甲基轉(zhuǎn)移酶和這樣的 AdoMet類似物作為底物將光反應(yīng)性部分連接在CpG位點(diǎn)的5位上時(shí),通過Ru2+-可見光光 催化完成后續(xù)的C向U轉(zhuǎn)化。
[0387] 用吸電子基團(tuán)或供電子基團(tuán)修飾的多個(gè)互補(bǔ)的雙鍵種類可用于衍生AdoMet類似 物。在這些修飾的雙鍵與C的5, 6雙鍵之間的距離也考慮為空間和能量有利的分子內(nèi)環(huán)加 成。
[0388] 圖13示出Ru (bpy) 32+_可見光催化DNA中的5位修飾的C向U的光轉(zhuǎn)化的兩個(gè)實(shí) 例。Ru (bpy) 32+復(fù)合物的實(shí)例可以為Ru (bpy) 3(:12和Ru (bpy) 3 (PF6)2??梢姽夤獯呋磻?yīng)混 合物包含Ru (bpy) 32+復(fù)合物、叔胺(例如,N,N-二異丙基乙胺Q-Pr2Net))、季銨陽離子(如 MV (PF6)2、甲基紫或MV2+)、Mg2+或Li +。光源可以為普通家用燈泡或激光(波長為400nm至 600nm)
[0389] 實(shí)例11 :光轉(zhuǎn)化反應(yīng)的講一步測試
[0390] 測試合成的單鏈DNA分子中的5位用光活性基團(tuán)修飾的C向U類似物轉(zhuǎn)化的可替 代方法利用合成的雙鏈DNA分子,其利用簡單的基于凝膠的限制性內(nèi)切核酸酶測定。
[0391] 將至少50個(gè)堿基對的DNA分子的兩個(gè)鏈合成為含有在CpG環(huán)境中的一個(gè)修飾的C 的寡核苷酸。使用標(biāo)準(zhǔn)的基于亞磷酰胺的合成化學(xué)法將在兩個(gè)鏈中的相同CpG部分中的C 用之前所述的5位修飾的可光轉(zhuǎn)化類似物中的一個(gè)來替代。以這樣的方式設(shè)計(jì)寡核苷酸, 在PCR之后,將所得雙鏈DNA分子在不存在光轉(zhuǎn)化的情況下用一種限制性酶裂解,在存在光 轉(zhuǎn)化的情況下用不同的限制性酶裂解。光轉(zhuǎn)化事件的確認(rèn)是通過在瓊脂糖凝膠上檢測所得 限制性片段,或者隨后變性,通過MLDI-TOF質(zhì)譜檢測單鏈片段來進(jìn)行。另外的限制性位點(diǎn) 使得在凝膠上的片段易于辨別,而在合成的DNA分子長度中在別處的另外可修飾CpG位點(diǎn) 提供了用于在彼此不同的短距離下測試多個(gè)C類似物的光轉(zhuǎn)化的另外選項(xiàng)。示出了這樣的 測定的實(shí)例(圖14)。
[0392] 參考文獻(xiàn)
[0393] 丘奇GM,吉爾伯特W. (1984)基因組測序.《美國科學(xué)院院 刊》.81,1991_1995(Church GM,Gilbert W. (1984)Genomic sequencing. Proc Natl Acad Sci USA. 81,1991-1995.)。
[0394] 克拉克SJ,哈里森J,保羅CL,佛羅默Μ. (1994)甲基化胞嘧啶的高靈敏度繪 制·《核酸研究》· 22, 2990-2999 (Clark SJ,Harrison J,Paul CL,F(xiàn)rommer Μ. (1994) High sensitivity mapping of methylated cytosines. Nucleic Acids Res. 22, 2990-2999. )〇
[0395] 達(dá)爾霍夫C,G劉克納維卡斯,S柯雷馬桑斯卡斯和E溫霍爾德(2006a)通過DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶從合成的輔因子直接轉(zhuǎn)移延伸的基團(tuán)《天然化學(xué)生物學(xué)》2 :31-2 (Dalhoff C,G Lukinavicius, S Klimasauskas and E ffeinhold(2006a)Direct transfer of extended groups from synthetic cofactors by DNA methyItransferases Nat Chem Biol 2:31-2.) 〇
[0396] 達(dá)爾霍夫C,G劉克納維卡斯,S柯雷馬桑斯卡斯和E溫霍爾德(2006b)S_腺 苷-L甲硫氨酸類似物的合成及其用于通過甲基轉(zhuǎn)移酶的DNA序列特異性烷基轉(zhuǎn)移 的用途《自然協(xié)議》1,1879-86 (Dalhoff C,G Lukinavicius, S Klimasauskas and E ffeinhold(2006b)Synthesis of S-adenosyl-L-methionine analogs and their use for sequence-specific transalkylation of DNA by methyltransferases Nat Protoc I, 1879-86.) 〇
[0397] 杜J,尹TP,(2009)通過可見光光催化劑進(jìn)行的非環(huán)狀烯酮的交叉分子內(nèi) [2+2]環(huán)加成《美國化學(xué)會志》131 (41),第14604至14605頁(Du J,Yoon TP,(2009) Crossed Intermolecular[2+2]Cycloadditions of Acyclic Enones via Visible Light Photocatalysis J. Am. Chem. Soc. 131(41),pp 14604-14605.)〇
[0398] 伊茲CA,萊爾德PW. (2002)組合的亞硫酸氫鹽限制性酶切分析(COBRA).《分子 生物學(xué)方法》200,71_85(Eads CA, Laird PW. (2002)Combined bisulfite restriction analysis(COBRA). Methods Mol Biol 200, 71-85. )〇
[0399] 愛德華茲JR,0唐奈AH,羅林斯RA,佩卡姆HE,李C,玫琳凱MH,即尚里翁B,傅Y,蘇 T,Hibsh〇〇sh H,金里奇JA,哈吉基F,納特R,貝斯特TH(2010)限定基因組甲基化模式的精 細(xì)和總體結(jié)構(gòu)的染色質(zhì)和序列特征·《基因組研究》.20, 972-980 (Edwards JR,0' Donnell AH, Rollins RA, Peckham HE,Lee C, Milekic ΜΗ, Chanrion B,Fu Y, Su Τ, Hibshoosh Η, Gingrich JA,Haghighi F,Nutter R, Bestor TH(2010)Chromatin and sequence features that define the fine and gross structure of genomic methylation patterns. Genome Res. 20, 972-980.)。
[0400] 藤本吉秀K,日本小西-丸山平冢K,坂本T,吉村Y(2010)通過使用可逆DNA光 交聯(lián)的位點(diǎn)特異性胞嘧啶向尿嘧啶轉(zhuǎn)化.《化學(xué)生物化學(xué)》11(12),1661-1664(Fujimoto K,Konishi-Hiratsuka K,Sakamoto T,Yoshimura Y(2010)Site-specific cytosine to uracil transition by using reversible DNA photo-crosslinking. ChemBioChem 11(12),1661-1664.)。
[0401] 敬田R,史H,陳C,嚴(yán)P,黃T (2002)甲基化特異性寡核苷酸微陣列:新的潛在 高通量甲基化分析法《基因組研究》12, 158-164 (Gitan R,Shi H,Chen C,Yan P,Huang T(2002)Methylation-Specific Oligonucleotide Microarray:A New Potential for High-Throughput Methylation Analysis Genome Res.12, 158-164.) 〇
[0402] 芳賀町N,小倉H(1993)胞嘧啶和2'-脫氧胞苷與2, 3-二甲基-2-丁烯光環(huán)加 成《雜環(huán)》36(8),1721_1724(Haga N,Ogura H(1993)Photocycloaddition of cytosine and2J-deoxycytidines to 2, 3-dimethyl-2-butene Heterocycles 36 (8),1721-1724.)〇
[0403] 艾斯查M,安佐文諾ME,杜J,尹TP (2008) [2+2]烯酮環(huán)加成的有效可見光光催 化《美國化學(xué)會志》,130 (39),第 12886 至 12887 頁(Ischay M,Anzovino ME,Du J,Yoon TP(2008)Efficient Visible Light Photocatalysis of[2+2]Enone Cycloadditions J. Am. Chem. Soc.,130 (39),pp 12886-12887.) 〇
[0404] 艾斯查M,盧Z,尹TP(2010)通過氧化可見光光催化的[2+2]環(huán)加成《美國化學(xué)會 志》· 132(25),第 8572 至 8574 頁(Ischay MA,Lu Z,Yoon TP (2010) [2+2] Cycloadditions by Oxidative Visible Light Photocatalysis J. Am. Chem. Soc. 132(25), pp 8572-8574.)〇
[0405] Kriukien · E,瑞查德 V,哈雷 T,Urbanavi · i · t · G,Lapinait · A,Koncevi · ius K,李 D,王 T,白 S,普塔克 C,Gordevi · ius J,王 SC,Petronis A,柯雷馬桑斯卡斯 S (2013) 通過CpG位點(diǎn)的共價(jià)捕獲的DNA未甲基化分析.《自然傳播》,4, 2190 (Kriukien ·Ε,Labrie V,Khare Tj Urbanavi · i · t · Gj Lapinait · A, Koncevi · ius Kj Li Dj Wang Tj Pai Sj Ptak Cj Gordevi · ius Jj Wang SC,Petronis A,Klimasauskas S (2013)DNA unmethylome profiling by covalent capture of CpG sites. Nature Communications,4,2190.)〇
[0406] 萊爾德PW(2010)全基因組DNA甲基化分析的原理與挑戰(zhàn).《遺傳學(xué)自然評 論》11,191_203(Laird PW(2010)Principles and challenges of genome-wide DNA methylation analysis. Nature Reviews Genetics 11,191-203.)〇
[0407] 劉克納維卡斯 G,Lapinaite A,Urbanaviciute G,Gerasimaite R,柯雷馬桑斯卡 斯S(2012)改造 DNA胞嘧啶-5-甲基轉(zhuǎn)移酶反應(yīng)以用于DNA的序列特異性標(biāo)記《核酸研 究》,40 (22),11594-602 (Lukinavicius G,Lapinaite A,Urbanaviciute G,Gerasimaite R,Klimasauskas S (2012)Engineering the DNA cytosine-5methyltransferase reaction for sequence-specific labeling of DNA Nucleic Acids Res,40(22),11594-602.)〇
[0408] 松村T,荻野M,永吉K,藤本K(2008)5-甲基胞嘧啶到胸腺嘧啶的光化學(xué)位點(diǎn)特 異性突變《化學(xué)快報(bào)》37, 94-95 (Matsumura T,Ogino M,Nagayoshi K,F(xiàn)ujimoto K (2008) Photochemical site-specific mutation of 5-methylcytosine to thymine Chemistry Letters 37, 94-95.)。
[0409] 羅伯森KD (2005)DNA甲基化和人類疾病《遺傳學(xué)自然評論》6, 597-610 (Robertson KD(2005)DNA methylation and human disease Nature Reviews Genetics 6,597-610. )〇
[0410] 羅林斯R,哈吉基F,愛德華茲J,達(dá)斯R,張 M,莒J和貝斯特TH(2006)基因組甲基 化模式的大規(guī)模結(jié)構(gòu)《基因組研究》.16,157-163〇?〇1111^1?,!^81^81^?3(1| &^如<1,0&8 R,Zhang M,Ju J,and Bestor TH(2006)Large-scale structure of genomic methylation patterns Genome Res. 16, 157-163.)〇
[0411] 施泰格瓦爾德DS,普法伊費(fèi)爾GP,里格斯AD. (1990)連接介導(dǎo)的PCR通過 限制性內(nèi)切酶和特異性DNA鏈斷裂的檢測來提高甲基化分析的靈敏度.《核酸研 究》.18, 1435-1439(Steigerwald SD,Pfeifer GP,Riggs AD. (1990)Ligation-mediated PCR improves the sensitivity of methylation analysis by restriction enzymes and detection of specific DNA strand breaks. Nucleic Acids Res. 18, 1435-1439.)〇
[0412] 蘇祖基匪,伯德A(2008)DNA甲基化的概況:來自表觀遺傳學(xué)的挑釁性見 解·《遺傳學(xué)自然評論》9, 465-476 (Suzuki MM,Bird A (2008) DNA methylation landscapes:provocative insights from epigenomics. Nature Reviews Genetics 9, 465-476.)。
[0413] 鄭BN,朗TI,萊爾德PW. (2001)通過甲基化技術(shù)的DNA甲基化分析.《方法 學(xué)》25,456_462(Trinh BN,Long TI,Laird PW. (2001)DNA methylation analysis by MethyLight technology. Methods 25,456-462.)〇
[0414] 瓦爾韋克C,弗拉維爾RA. (1978)在兔子β球蛋白基因的大內(nèi)含子中的CCGG序 列上的DNA甲基化:組織特異性變體.《核酸研究》5,4631-4634(Waalwijk C,F(xiàn)lavell RA. (1978)DNA methylation at a CCGG sequence in the large intron of the rabbit beta-globin gene:tissue-specificvariations. Nucleic Acids Res 5,4631-4634.)〇
[0415] 瓦內(nèi)克PM,斯特扎克C,桑J,格呂瑙C,麥肯JR,克拉克SJ. (2002