电荷反转pH敏感型多功能G-四链体/金属离子荧光探针的开发与应用研究

《Dyes and Pigments》：Charge reversal pH sensitive multifunctional G-quadruplex/metal ion probe

本文报道了基于三苯胺-苯并噻唑（TPA-BZT）结构的新型G-四链体（G4）荧光探针GX-01/02/03的开发。该系列探针可特异性识别并稳定杂交型G4结构，并通过分子对接（DFT）和圆二色谱（CD）验证其结合机制。同时，GX-01具备pH依赖性金属离子（Al3+/Pb2+）识别功能，GX-02可检测Sn2+，GX-03对肿瘤细胞（HCT116）具有选择性抑制作用，为G4靶向工具和抗肿瘤药物研发提供新策略。

　　

Section snippets

Instruments and equipment

本实验所用试剂和溶剂均为化学纯，可直接使用。G4 DNA序列（上海生工）见表S1。质谱检测使用LCM-IT-TOF ESI（日本岛津）和高分辨质谱（HRMS）。¹H和¹³C核磁谱图通过400 MHz布鲁克谱仪以四甲基硅烷（TMS）为内标在室温下获得。G4结构在50 mM Tris-KCl缓冲液中预孵育后用于后续实验。

Construction of fluorescent probes

苯并噻唑作为优异的荧光单元，可通过多种修饰实现G-四链体靶向识别与结构稳定。其季铵化后可增强π-π/p-π共轭电子的离域能力，同时探针分子中心的功能侧链对G-四链体选择性起关键作用。因此，我们以三苯胺（TPA）和苯并噻唑为核心，设计合成了三种具有电荷反转pH敏感特性的多功能探针。

Conclusion

GX-01、GX-02和GX-03在G4结构识别与金属离子检测方面展现出巨大潜力。GX-01对杂交型G-四链体具有高选择性，且三种探针均可结合并染色DNA，提示其作为核酸染料的潜力。GX-02/G4复合物具备酶催化活性。圆二色谱和紫外熔解实验进一步证实GX-02可稳定G4结构，表明其在基因调控研究中具有重要应用价值。