可裂解连接单元及其合成方法与用途技术

本发明专利技术公开了一种可裂解连接单元及其合成方法与用途。可裂解连接单元的结构式为：，其中，n为1或2，m为0～20中的任意一个整数，k为1～20中的任意一个整数。该可裂解连接单元可用于DNA合成测序。与现有技术相比，本发明专利技术的化合物合成原料简单易得，合成过程均为常规化学反应，易于实现大量合成；该类化合物可与核苷酸和荧光素实现高效率的连接；通过研究该类化合物的裂解性能，发现该类化合物在温和的条件下可以实现高效率的完全裂解，可应用于DNA测序。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于DNA合成测序的化合物的化学合成领域，尤其涉及一类新型可裂解连接单元及其合成方法与用途。技术背景DNA测序技术是现代生物学研究中重要的手段之一。人类基因组计划完成后，DNA测序技术得到了迅速发展。DNA测序(DNA sequencing)是指分析特定DNA片段的碱基序列，也就是腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)与鸟嘌呤(G)的排列方式。发展精确、高通量、低成本的DNA测序方法对于生物、医药科学等具有非常重要的意义。合成法测序Sequencing By Synthesis, SBS)是新一代DNA测序技术之一。合成法测序方法通过把大量被测的模板DNA片段进行固定，并在固定化的DNA测序模板上杂交结合通用的DNA引物，分别控制四种核苷酸在DNA引物上的延伸。通过检测延伸反应过程或延伸核苷酸，实现高通量并行的DNA序列信息的检测。在合成法测序中，首先要合成DNA链延长的四种核苷酸原料，又叫“可逆终端” (reversible terminator).这类核苷酸除了要求-羟基阻断外，为了不影响下一个指示核苷酸的并入和识别，还要求通过一个可裂解的连接单元把核苷酸和指示分子，例如荧光素，连接起来。然后，在下一个指示核苷酸并入之前，在温和条件下使这个连接单元断裂， 继续DNA链的延长，从而读出DNA碱基的序列。该连接单元对合成法测序的读长和效率有重要影响，因此，人们也一直致力于发展新的可裂解连接单元，来提高DNA测序的效率。目前已报道的连接单元有二硫键、光裂解、Pd催化裂解、氟化物可裂解等。Robi D. Mitra Jay, Shendure Jerzy Olejnik, Edyta~Krζymanska-01ejnik and George Μ. Churcha. Fluorescent in situ sequencing on polymerase colonies. Analytical Biochemistry 320 (2003) 55 - 65.该文献中报道了一种二硫键连接单元， 通过该连接单元把荧光素和脱氧核苷酸连接起来，该核苷酸在聚合酶作用下并入并被检测后，在2-巯基乙醇的作用下使二硫键断裂，实现测序的循环。Gerardo Turcatti, Anthony Romieuj Milan Fedurco and Ana-Paula Tairi. A new class of cleavable fluorescent nucleotides: synthesis and optimization as reversible terminators for DNA sequencing by synthesis. Nucleic Acids Research, 2008， Vol. 36， No. 4 .该文献中报道以二硫键作为可裂解连接单元，合成了一类新的荧光标记核苷酸作为可逆终端，用于DNA合成测序，但是，只能测定10个核苷酸序列，读长太短。但是Pleasants， J. C·; Guo, W. ； Rabenstein, D. L. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 6553—6558 禾口 Huyghues-Despointes, B. Μ. P. ； Nelson, J. W. Biochemistry 1992, 311476-1483 M 篇文献中报道在某些条件下，二硫键不稳定，并且二硫键的形成和断裂是一个可逆的过程。Jingyue Ju 课题组在文献 Zengmin Li，Xiaopeng Baij Hameer Ruparelj Sobin Kimj Nicholas J. Turroj and Jingyue Ju. A photocleavable fluorescent nucleotide for DNA sequencing and analysis. PNAS January 21, 2003 ，vol. 100 ，no. 2，414-419. Tae Seok Seoj Xiaopeng Baij Hameer Ruparelj Zengmin Li，Nicholas J. Turroj and Jingyue Ju. Photocleavable fluorescent nucleotides for DNA sequencing on a chip constructed by site-specific coupling chemistry. PNAS April 13，2004, vol. 101，no. 15，5488—54936. Tae Seok Seoj Xiaopeng Baij Dae Hyun Kimj Qinglin Mengj Shundi Shij Hameer Ruparelj Zengmin Li，Nicholas J. Turroj and Jingyue Ju. Four-color DNA sequencing by synthesis on a chip using photocleavable fluorescent nucleotides. PNAS April 26， 2005， Vol. 102， No. 17,5932-5937. Qinglin Mengj Dae Hyun Kim，Xiaopeng Bai，Lanrong Bi，Nicholas J. Turroj and Jingyue Ju. Design and Synthesis of a Photocleavable Fluorescent Nucleotide 3' -0-Allyl-dGTP-PC-Bodipy-FL-510 as a Reversible Terminator for DNA Sequencing by Synthesis. J. Org. Chem. 2006，71，3248-3252 中报道了一种光可裂解连接单元，并将其作为可逆终端应用于合成测序中，但是该连接单元应用于测序时读长太短，这影响了合成测序的效率。Jingyue Ju课题组在文献Lanrong Bi，Dae Hyun Kimj and Jingyue Ju. Design and Synthesis of a Chemically Cleavable Fluorescent Nucleotide,3' -O-Allyl-dGTP-allyl-Bodipy-FL-510, as a Reversible Terminator for DNA Sequencing by Synthesis. J. AM. CHEM. SOC. 2006，128，2542 -2543. Jingyue Juj Dae Hyun Kimj Lanrong Bi， Qinglin Mengj Xiaopeng Baij Zengmin Li， Xiaoxu Li，Mong Sano Marmaj Shundi Shi，Jian Wuj John R. Edwards, Aireen Romuj and Nicholas J. 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈玉梅，龚兵，黎庆，邵志峰，伍新燕，盛司潼，郭勋祥，
申请(专利权)人：上海交通大学，华东理工大学，深圳华因康基因科技有限公司，
类型：发明
国别省市：