基于核苷酸衍生荧光探针的G-四链体组装可视化及凝血酶适配体阳离子调控活性研究

来自俄罗斯的研究人员通过合成核苷酸类似物7,8-二氢-8-氧代-1,N6-乙烯腺嘌呤（oxo-εA），成功将凝血酶结合适配体（TBA）亲和力提升十倍，并首次实现银离子（Ag+）调控的适配体活性开关机制。该研究利用oxo-εA的固有荧光特性追踪G-四链体（GQ）折叠动力学，为核酸适配体的理性优化及生物传感器设计提供了新范式。

　　

研究人员开发了一种新型核苷酸类似物——7,8-二氢-8-氧代-1,N⁶-乙烯腺嘌呤（oxo-εA），将其引入凝血酶结合适配体（Thrombin Binding Aptamer, TBA）的第4或第13位点后，使适配体对凝血酶的亲和力提升十倍。这两个位点原本通过T:T碱基对参与凝血酶识别界面的构成，而oxo-εA的修饰打破了这一结构。当同时在两个位点进行双修饰时，适配体活性转变为银离子（Ag⁺）依赖性——Ag⁺与两个oxo-εA形成非经典金属介导碱基对（oxo-εA:Ag⁺₂:oxo-εA），模拟了天然T:T配对的功能。

该分子具备固有荧光特性，可实时示踪G-四链体（G-quadruplex, GQ）的折叠动力学。通过停流荧光技术，团队成功捕获到aptamer在毫秒级内的构象重排过程，并测定了其与K⁺、Na⁺及Ag⁺的解离常数，发现修饰对GQ整体折叠影响微弱。这一工作不仅为适配体性能优化提供了新策略，还开创了利用金属离子调控核酸功能的先河，在生物传感与纳米器件领域具有广泛应用前景。