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肽核酸(PNA)的定制


    定制的肽核酸可以标记或不标记染料及其它化学物质,它们也可以和多肽偶联以增加其功能。标记时,接头(linkers)不仅可以起到空间间隔(spacer)的作用,还能改善其溶解性。Gamma PNA或者修饰的碱基可以更进一步提高肽核酸的解链温度Tm和特异性。


关于肽核酸


   肽核酸 (Peptide Nucleic AcidPNA)  是一种人工合成的类似于 DNA RNA的聚合物。与多肽类似,各种嘌呤和嘧啶碱基通过亚甲基羰基连接到主链骨架上。由于PNA不带负电荷,与DNARNA之间不存在静电斥力,因而结合的稳定性和特异性都大为提高。不易被DNA酶和蛋白酶水解PNA在体内以及体外极其稳定。



PNA的主要应用


·  序列特异性的PCR抑制剂(PNA夹)

·  端粒、着丝粒FISH探针,基因特异性探针,感染试验

·  反义/抗微生物试剂

·  miRNA抑制剂

·  双链DNA侵入和捕获

·  微阵列探针


非标记PNA

   

   由于其高亲和力和特异性,PNA能有效结合靶核酸。未标记的PNA通常作为基因的PCR反应的特异性阻断剂(PNA夹)。这种技术可以有效地检测靶基因中的SNP突变。

   PNA倾向于定向且逆平行结合到靶核酸。PNA 5' 端的氨基(也写为 5' 或 H-),可以结合其它功能基团,PNA 3' 端的酰胺基(也写为-NH2或3')反应活性弱。5' 端乙酰化可以阻止其继续发生反应。

   因为PNA的解链温度Tm 高于DNA,一般情况下,大部分使用的PNA的长度为10 - 21个碱基。PNA链越长,溶解性越差。嘌呤含量高(>60%)尤其是碱基G,是导致溶解性差的原因。根据序列,PNA链最大长度约为40个碱基。然而,我们强烈建议检查Tm,设计探针应具有适当的长度和序列。

    当PNA链较长(>22mer)或者嘌呤含量高(>60%)时,为了提高PNA探针的溶解性,我们建议在序列中加入一些助溶基团如O linker、E linker、X linker或者两个赖氨酸。当PNA偶联多肽或染料时,接头(linker)可以起到空间间隔(spacer)的作用。

·  可能用到的接头

   - O linker (也称 AEEA 或 eg1):常用来提高溶解性

   - 起到空间间隔作用:O、E、X、C3、C4、C6、C12

   - 加入巯基:C6SH、C11SH

标记PNA


   PNA链5’端和3’端均可以标记。由于3' 端是非活性基团(-CONH2),所以需加入一个赖氨酸,其侧链上的氨基可以用来标记。

   如果在5' 端标记,我们建议在PNA 和标记物之间加 1-2 O linkers。

   标记物:荧光基团(—NHS酯或羧基酰胺)、生物素、棕榈酸、地高辛、DABCYL、叠氮化物、亚甲基蓝、巯基等。


肽核酸-多肽


    因为肽核酸主链是基于多聚酰胺连接在一起,肽核酸可以很容易地与多肽结合以增加功能。例如,加入赖氨酸可提高肽核酸的溶解性;加入半胱氨酸可使肽核酸与其它分子通过二硫键连接在一起。

    PNA链两端均可以用来偶联多肽,但经常偶联在5' 端(肽+ PNA)。多肽和PNA之间需加入起到空间间隔作用的O linker。

    肽核酸-多肽一个最普遍的应用就是用作抗微生物试剂,它是由CPP[最常见的(KFF)3K或(RXR)4xB]和含有10 - 15碱基的PNA分子组成,对微生物必需的基因具有反义作用。

    同样,在哺乳动物细胞中,使用CPP-PNA(设计的PNA对靶mRNA反义)可以很容易地建立反义寡核苷酸的方法。最常见的是,PNA设计在5' ATG 和上游区域。

    多肽-PNA另一种应用是基因芯片,可以从目标微生物中捕获反基因和转录基因。

   一般来说,肽核酸-多肽是在树脂上从C端到N端连续合成的。


Gamma PNA


    Gamma PNA在N-aminoethylglycine单元的gamma位C原子上具有手性中心。Gamma取代可在普通PNA每第三个残基处。

    每增加一个gamma取代,其 Tm就会提高5 - 8℃,可导致更高亲和力的序列特异性结合。此外,gamma PNA可以插入双链DNA中,形成三螺旋结构。

    此外,gamma PNA还有这样几个优点: 增加溶解性、不发生自凝聚、PNA-DNA结合更稳定和标记多样性及其他功能。

    合适的gamma功能基团

-赖氨酸:较好溶解性、两端可双标、细胞渗透。
 - MiniPEG:更好溶解性和特异性结合、有效的插入双链DNA中。

- 丙氨酸和谷氨酸也可以修饰。


设计PNA


   PNA低聚物可以在任一方向形成双链,但反平行方向优先。

   PNA / DNA的Tm一般比相应的DNA / DNA高。粗略地说,每一个碱基对可增加大约1℃。

  由于和互补DNA 序列高亲和性,通常不需要设计长链的PNA。最常见的PNA含有12-21个碱基。

  强烈建议避免任何自我互补序列,如反向重复序列,发夹和回文序列,这是因为PNA / PNA相互作用强于PNA / DNA。

  同样建议避免嘌呤含量高的序列,因为它们往往发生聚合,导致水溶性差。尽量使嘌呤含量低于60%。也尽量避免相邻嘌呤超过6个残基,特别是连续4个或更多的G残基。

为了提高PNA探针的溶解性,可在序列中加入一些助溶基团如O linker、E linker、X linker或者两个赖氨酸。


订购PNA


   •PNA的价格取决于序列长度、产量和修饰标记,询价请说明具体要求。
   •最低订购量:未标记PNA 50 nmole,标记PNA 25 nmole。
   •提供HPLC纯度分析和质谱分析报告。
   •一般2-3周交货,gamma PNA或修饰标记的3-4周交货。


非标记18mer以内PNA报价及优惠价如下:

50 nmol, >90%纯度

长度原价优惠价(截止8月31日)
8mer3500元1750元
9mer3700元1850元
10mer4000元2000元
11mer4300元2150元
12mer4600元2300元
13mer4900元2450元
14mer5200元2600元
15mer5500元2750元
16mer5800元2900元
17mer6100元3050元
18mer6500元3250元
注:如果需要95%的纯度,就在90%的基础上乘以1.2



PNA序列设计指南下载