肽核酸

自从1991年关于肽核酸（peptide nucleic acid,简写为PNA）的结构和性质的第一篇论文刊出以来，这类兼有多肽和核酸性质的独特化合物引起人们的极大兴趣。有关PNA的化学、物理以及生物学方面的性质，人们已经并正在进行深入的研究，并发表了500多篇论文。
近年来关于PNA的研究，尤其是其在分子生物学中作为一种工具的使用、在诊断领域的应用以及作为反义和抗基因制剂在药物开发中的应用，都取得了很大的进展。为此，我们收集了截止于2002年12月所发表的有关PNA的文献以及internet上的一些相关资料，并有选择性地参考了由Nielsen和Egholm主编、1999年出版的PEPTIDE NUCLEIC ACIDS（Protocols and Applications）一书，编写了本书。分别从PNA的化学、杂交性质及其分析检测、在分子生物学研究中的应用、在药物开发和诊断领域中的潜在应用、在生物芯片和生物传感器中的应用等几方面进行了阐述。
本书通过一些实例来阐述使用PNA的方案设计及应用，具有很强的可操作性，相信对推动我国肽核酸的研究与开发具有非常现实的意义。
本书由何为、马立人主编，参加编写的人员还有许丹科、蒋中华、刘志红、方怡。
由于肽核酸所涉及的专业面太广，以及编者的知识、能力和水平有限，在编写过程中，可能有所遗漏，乃至内容上的错误，敬请读者指正，不胜感激。

编者
2003年3月于军事医学科学院

肽核酸(PNA)是一种以中性酰胺键为骨架并兼有多肽和核酸性质的独特化合物，可以高度亲和并序列特异地与DNA和RNA结合，而且形成的杂交复合物具有相当高的热稳定性以及独特的耐离子强度变化性质。PNA不能被蛋白酶和核酸酶所降解。本书是在收集了截止于2002年12月所发表的有关PNA的文献以及internet上的一些相关资料，编写而成的。详细地阐述了有关PNA的化学、PNA的杂交性质、作为分子生物学工具的应用、作为反义的和抗基因制剂的潜在应用、在诊断领域的应用以及在生物芯片和生物传感器中的应用。

1概述1
11基本概念1
12PNA的化学2
13PNA的物理化学性质3
14PNA作为分子生物学工具6
141增强的PCR扩增6
142PNA的预凝胶杂交7
143PNA辅助的稀有切割8
144人工限制性酶系统8
145测定端粒的大小8
146核酸的纯化9
15PNA作为诊断的工具9
16PNA在基因靶向药物研究中的应用10
161反义应用10
162抗基因性质10
163PNA的细胞内导入11
164抗微生物PNA12
165PNA在癌症基因治疗中的应用12
166抗病毒PNA12
17研制PNA的公司及其产品13
参考文献13
2PNA的化学22
21用BOC化学合成PNA寡聚物22
211PNA合成23
212合成方案28
213讨论35
参考文献37
22用FMOC化学合成PNA寡聚物39
221PNA合成41
222小结50
参考文献51
23PNA/DNA嵌合体51
231合成策略和单体PNA构成单元53
232Mmt/乙酰基保护的单体构成单元的合成循环54
233PNA和DNA之间连接剂的选择58
234实验方案59
235举例61
236讨论66
参考文献69
24用MMT化学合成PNADNA嵌合体71
241讨论73
242材料75
243方法76
244结论79
参考文献80
25PNA的标记81
251实验方案82
252举例83
253小结86
参考文献87
26手性PNA的合成89
261手性肽核酸单体的合成89
262以N氨乙基D脯氨酸为骨架的手性肽核酸的合成90
263用Fmoc工艺合成手性PNA(l或 dAla)单体及寡聚物91
参考文献99
3PNA的杂交性质和分析、检测100
31PNANA作用的热力学100
311样品制备的概况101
312吸收熔解曲线102
313等温滴定量热法106
314结论108
参考文献109
32PNA的性质110
321杂交亲和性110
322杂交条件111
323特异性识别能力111
33PNA双链DNA链顶替复合物及其鉴定技术111
331链顶替复合物的形成111
332PNA双链DNA链顶替复合物的鉴定技术113
333结语和前瞻127
参考文献127
34PNA与DNA修饰酶的相互作用129
341PNA对端粒酶活性的抑制129
342PNA检测解旋酶活性134
参考文献139
35基质辅助解吸飞行时间质谱检测PNA杂交物用于基因分析140
351实验方案142
352实验结果145
353讨论147
参考文献151
4PNA在分子生物学研究中的应用154
41PNA导向的基因组DNA特异切割154
411操作程序156
412实例157
413讨论159
参考文献162
42双链DNA的捕获165
421操作规程166
422实例168
423讨论169
参考文献172
43PNA亲和标记探针杂交、纯化核酸174
431操作规程176
432实例178
433应用和局限性179
参考文献180
44运用PNA进行质粒的标记182
441操作规程183
442实例结果187
443讨论190
参考文献191
45PNA封闭探针——增强探针分析的特异性191
451材料和方法192
452结果与讨论196
453结论203
参考文献203
46PCR锁止技术（PCR Clamping）204
461PCR锁止技术简介204
462操作规程206
463实例207
464展望211
参考文献211
47PNA预凝胶杂交212
参考文献214
5肽核酸在药物开发中的潜在应用215
51药物开发中的PNA技术216
511PNA的细胞内导入216
512PNA的反义作用218
513PNA的抗基因作用219
514PNA作为调节基因表达的工具223
参考文献224
52PNA作为抗菌剂227
参考文献232
53PNA在癌症基因治疗中的应用232
参考文献234
54PNA作为抗病毒药物235
参考文献236
55PNA药物的前景236
参考文献238
6PNA在诊断领域的应用239
61PNA技术239
611PNA探针239
612自身报告的PNA探针和QPNA PCR240
613PNA探针的设计243
参考文献245
62PNA探针的应用247
621PNA探针在组织化学的原位杂交中的应用247
622PNA荧光原位杂交（FISH）在细胞遗传学分析中的应用252
623PNA探针在微生物分析中的应用254
参考文献262
63PNA在流式细胞仪中应用265
参考文献267
64PNA探针应用前景展望267
参考文献268
7PNA在生物芯片和生物传感器中的应用270
71PNA阵列用于核酸检测271
711实验方案271
712结果277
713讨论279
参考文献280
72PNA生物传感器用于核酸检测281
721实验方案282
722举例284
723讨论和展望288
参考文献290
附录291