本发明专利技术涉及瓜环（ｃｕｃｕｒｂｉｔ［６］ｕｒｉｌ）与１，６－二咪唑基二酸盐所生成的准轮烷分子化合物，它的化学分子式：Ｃ↓［３６］Ｈ↓［３６］Ｎ↓［２４］Ｏ↓［１２］.Ｃ↓［１２］Ｈ↓［２０］Ｎ↓［４］.２Ｘ.ｎＨ↓［２］Ｏ，其中Ｘ＝Ｃｌ、Ｈ↓［２］ＰＯ↓［４］、ＨＳＯ↓［４］、ＮＯ↓［３］、Ｂｒ；ｎ≥１。本发明专利技术准轮烷分子化合物可用于核酸切割，切割的条件是将切割试剂溶于一定ｐＨ值缓冲体系成溶液，然后与切割底物混合，并使缓冲剂和底物的终浓度保持在一定范围内，置于一定温度下保温，实现对底物核酸的切割。本发明专利技术的切割试剂在生理条件下，较短的时间内可以对核酸进行切割。另外也可以进一步研究在制备基因治疗药物中的应用，开发成基因治疗的药物。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种核酸切割剂，具体属于一种基于瓜环的核酸水解切割剂。
技术介绍
作为遗传信息的携带者与基因表达的基础，核算在生物的生长、发育、繁殖等生命活动中具有十分重要的作用。2000年HGP的完成，标志着人类医药学将进入一个基因分子时代，困扰人类几千年的生命的秘密、遗传病、分子病、癌症、艾滋病以及血液供应、器官供应等都可找到科学的诠释和解决的出路。而这一切的核心是对DNA核酸分子的识别、剪裁、和连接。因此，人工核酸切割试剂的研究一直以来都是生物化学和分子生物学中最活跃的热点前言研究课题。核酸切割，就是通过化学反应将长链的核酸分子断裂成较短的碎片。研究核酸切割试剂具有非常重要的理论和应用价值。首先，对人工核酸切割试剂的切割机理的研究将大大有助于我们对核酸酶催化机理的透彻理解。其次，切割试剂在疾病的基因治疗中有十分重要的应用。而且，核酸切割试剂可以作为重要的分子生物学工具，可以用来研究核酸高级结构的探针。关于人工核酸切割试剂，按照切割机理的不同，主要分为自由基切割试剂、酯水解切割试剂和消去型切割试剂，如下归类1、自由基机理切割核酸的试剂都能产生某种自由基进攻核酸的糖环或是碱基，夺去氢原子而导致其氧化破坏，进而使核酸链发生断裂。例如，EDTA-Fe2+/H2O2体系(Rokita，S.E.；Romero-Fredes，L Nucleic.Acids.Res.，1992，20，3069)、Cu2+/还原剂体系(Reed，C.J.；Douglas，K.T.Biochem.Biphys.Res.Commun.，1989，162，1111)、光化学切割体系(Carter，P.J.；Breiner，K.M.；Thorp，H.H.Biochemistry.，1998，37，13736)、抗生素(Burger，R.M.Chem.Rev.，1998，98，1153)等体系。该类切割试剂破坏核酸链上的某些戊糖环乃至核苷酸，结果使原有的信息部分丢失。因此，该类切割试剂存在切割的碎片很难被进一步利用、切割的专一性比较差、毒副作用强、体系复杂等诸多缺点。(万荣，赵刚，陈晶，麻远，赵玉芬， 科学通报，2000，45，785)。2、消除机理切割核酸的试剂赖色赖三肽KWK(Behmoaras，T.；Toulme，J.J.；Helene，C.Nature，1981，292，858)可以通过消除的方式切割核酸。该类切割试剂极为少见，不具备普遍性。3、以酯水解机理切割核酸的试剂切割试剂直接进攻提供某种亲核基团进攻核酸中磷酸二酯键的磷原子，从而发生亲核取代反应使得核酸水解。例如Cu(II)-L-组氨酸配合物按水解机理切割核酸(Ren，R.；Yang，P.；Zheng，W.J.；Hua，Z.C.Inorg.Chem.，2000，39，5454)；双核金属离子的络合物水解核酸(高飞，阴彩霞，杨频，科学通报，2004，49，1471)丝组二肽可以在中性条件下水解超螺旋型的DNA。(Li，X.H.；Wan，R.；Zhang，Q.et.a1.Clncinnati Section American Chemical Society，Cininnati，Ohio，1998，130)水解切割试剂排除了自由基切割试剂的多中缺陷，而且具备普遍性，可以说是人工水解酶的最佳的模拟天然核酸酶的切割系统。但迄今为止，能有效催化水解DNA的水解的人工酶体系相对较少的。而且，绝大部分是金属离子的络合物，这些含有金属离子的化学核酸酶，多数是要求有一个酸性的最佳pH以及这些酶的活性要受金属离子控制，这些都阻碍了它们在螯合缓冲液或者有金属螯合剂出现时的应用。因此，需要寻找不同类型的核酸酶，这种酶在pH＝7.0或pH＝7.0附近有一个最佳的pH，而且其发挥活性不需要金属离子。相对于含金属离子得水解切割试剂，不含金属离子的核酸切割试剂有其相对更为重要的理论意义和应用潜力(钟儒刚，赵丽娇，赵玉芬，化学学报，2004，62，2444)。在这里，我们开发了一种新型的不含金属离子的基于瓜环的DNA人工核酸酶。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种不含金属离子的高效的核酸水解切割剂。本专利技术提供的核酸水解切割剂，是准轮烷分子化合物(pseudorotaxane)，它的化学分子式C36H36N24O12·C12H20N4·2X·nH2O，其中X＝Cl、H2PO4、HSO4、NO3、Br；n≥1；化学结构式(I) 本专利技术核酸切割剂，具体可用作分子生物学研究的人工核酸酶用于核酸切割，另外也可以进一步研究开发成基因治疗的药物。本专利技术核酸水解切割剂的制备方法包括如下步骤(1)将甘脲，甲醛以摩尔比1∶2混合，在浓度为9摩尔/升的硫酸H2SO4溶液，70-75℃反应24小时，然后升温至95-100℃，继续反应12小时，冷却至室温，将反应液倒入10倍反应液体积的水中，加入6-10倍量体积的丙酮，析出白色固体，静置，抽滤收集所得固体。所得固体分散于一定体积的水中，加入等体积的丙酮，搅拌静置，抽滤所得白色固体用60℃的水充分洗涤后用少量丙酮淋洗，抽干后，真空干燥得白色固体，即为瓜环主体分子(cucurbituril)。反应式 (2)将咪唑加入四氢呋喃中溶解，再加入氢化钠混合，咪唑与氢化钠摩尔比1∶1.2-2，搅拌1-2小时，加入0.3-0.5倍咪唑摩尔数量的1，6-二溴己烷，搅拌12-24小时，减压除去溶剂得糊状固体，加入水使固体溶解，该溶液用氯仿(CHCl3)分三次充分萃取，合并氯仿液，用无水Na2SO4干燥，过滤，减压除去氯仿，得黄褐色油状液体，该液体为1，6-二咪唑基己烷；将1，6-二咪唑基己烷溶于体积比为1∶1的强酸溶液，回流1-3小时，减压浓缩溶液体积至1/3-1/5，加入四氢呋喃至析出白色固体，过滤干燥得客体分子1，6-二咪唑基己烷二酸盐(用G表示)。反应式 (3)将瓜环主体分子和1，6-二咪唑基己烷二酸盐客体分子G按照摩尔比1∶1-1.2混合，加入蒸馏水溶解，搅拌12-24小时；减压浓缩至溶液体积为起始体积的1/3-1/5，加入6-10倍量体积的四氢呋喃，析出白色固体，抽滤收集该固体，用少量丙酮淋洗，真空干燥，得准轮烷分子化合物(用P表示)。反应式 本专利技术准轮烷分子化合物，其中包括瓜环(C36H36N24O12，cucurbituril)主体分子和客体分子1，6-二咪唑基己烷二盐酸盐(G1)、1，6-二咪唑基己烷二磷酸盐(G2)、1，6-二咪唑基己烷二硫酸盐(G3)，1，6-二咪唑基己烷二硝酸盐(G4)、1，6-二咪唑基己烷二氢溴酸盐(G5)所分别形成的准轮烷分子化合物(分别用P1、P2、P2、P4、P5表示)。本专利技术准轮烷分子化合物可用作分子生物学研究的人工核酸酶用于核酸切割，切割的条件是将切割试剂溶于一定pH值缓冲体系成溶液，然后与切割底物混合，并使缓冲剂和底物的终浓度保持在一定范围内，置于一定温度下保温，实现对底物核酸的切割。本专利技术的切割试剂是一类不含金属离子的高效的核酸水解切割剂，在生理条件下，在较低的浓度下，较短的时间内可以对核酸进行切割。本专利技术的切割试剂也可以在制备基因治疗药物中应用，进一步用于基因治疗药物的研究开发。本专利技术核酸水解切割剂准轮烷分子化合物对DNA的切割本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种核酸水解切割剂，其特征在于它是准轮烷分子化合物，它的化学分子式：Ｃ↓［３６］Ｈ↓［３６］Ｎ↓［２４］Ｏ↓［１２］.Ｃ↓［１２］Ｈ↓［２０］Ｎ↓［４］.２Ｘ.ｎＨ↓［２］Ｏ，其中Ｘ＝Ｃｌ、Ｈ↓［２］ＰＯ↓［４］、ＨＳＯ↓［４］、ＮＯ↓［３］、Ｂｒ；ｎ≥１；它的化学结构式（Ⅰ）： ＊＊＊ （Ⅰ） .２Ｘ↑［－］.ｎＨ↓［２］Ｏ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：霍方俊，阴彩霞，杨频，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]
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