肽核酸(PNA)合成服务

PNA(peptide nucleic acids,PNA)肽核酸技术,是90年代丹麦科学家发明的一类以多肽骨架取代糖磷酸主链的DNA类似物,即以中性的肽链酰胺2-氨基乙基甘氨酸键取代了DNA中的戊糖磷酸二酯键骨架,其余的与DNA相同,PNA可以通过Watson-Crick碱基配对的形式识别并结合DNA或RNA序列,形成稳定的双螺旋结构。

由于PNA不带负电荷,与DNA和RNA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;不同于DNA或DNA、RNA间的杂交,PNA与DNA或RNA的杂交几乎不受杂交体系盐浓度影响,与DNA或RNA分子的杂交能力远优于DNA/DNA或DNA/RNA,表现在很高的杂交稳定性、优良的特异序列识别能力、不被核酸酶和蛋白酶水解。鉴于上述诸多DNA分子不具备的优点,近十年来,人们为其在许多高技术领域找到了用途。
根据PNA的代谢稳定性,主要将其用于抑制基因表达的反义药物研究领域,国外几家制药及生物技术公司,ISIS、PE等公司均投入大量精力从事开发研究;根据其与DNA优良的杂交稳定性,PNA又被广泛用于DNA分子识别和操纵。PNA可以广泛用于病原体、遗传病检测的分子杂交、原位杂交、突变分析、抗癌、抗病毒反义核酸研究和应用。尤其是PNA可以取代寡核苷酸用于基因芯片的制备,将比普通基因芯片更稳定,特异性也更好,被认为是基因芯片的升级产品,相信在临床诊断芯片的开发方面。PNA也可用于定量PCR,可以用于实时检测PCR的扩增反应;也可将其做成PNA Beacon,用于实时监测细胞内的RNA表达。随着PNA基础研究的不断深入和新技术的不断出现,PNA将显示出无比优越的性能和更为广阔的应用前景。

一、PNA设计

请遵循以下原则来设计PNA片段:
1.结合特性。虽然从理论上讲,PNA可以从两个方向来和目的片段形成杂交体,但实际上,最常见的是反向结合( anti-parallel orientation)。PNA的N末端相当于寡核苷酸的5′端,因此也经常被称为PNA的5′端。和普通的DNA/DNA杂交体相比较,PNA/DNA具有较高的Tm值。一般而言,在100mM NaCl的条件下,每个碱基对的Tm值会升高大约1°C。
2.长度。由于PNA具有很高的亲和力(higheraffinity),因此不需要设计很长的序列,一般而言12-18个已经足以满足需要,这和其他常规25-40个寡核苷酸探针有着巨大的区别。我们必须要记得,序列越短,则其特异性就越高。对PNA而言,有时更短的序列也会达到预期的效果。反而长的PNA会发生聚集沉淀(aggregate),而影响下游的纯化和分析。
3.嘌呤含量。嘌呤含量高的PNA,特别是鸟嘌呤G,也容易发生聚集沉淀(aggregate)。所以,在任何10个连续的PNA单体中,不要有6个或者更多的嘌呤出现。因此,从这意义上讲,越短的PNA序列,那么就越不需要担心设计上出现问题。
4.自身互补。尽量来防止自身互补(Self-complementarity)的发生。在序列设计上,避免反向重复(inverserepeats),发夹结构(hairpinforming),和回文序列(palindromic sequences)。
5.改善溶解性。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。
6. 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)、生物素等。
荧光标记物的种类

二、PNA相关知识

1.溶解性(Solubility)。PNA通常很容易在水中溶解(可达几百uM)。但是一些特殊的序列或者经过修饰的PNA,会出现溶解性降低的现象。此时需要参照以下的方法: a)在60°C中加热大约10分钟。
b)加入0.1% TFA或者10-20%的乙腈,或者其他的有机溶剂,例如(DMF,NMP等)。
2.保存(Storage)。虽然PNA在常温下非常稳定,但是我们还是建议将PNA在4°C中保存。
a)100nmol的PNA一般很容易在1-2毫升的水中溶解。
b)我们建议分装一下。每个分装后的PNA可以在每次使用前稀释在适当的缓冲液中。
c)如果需要在零下20度长时间保存的话,请将PNA冻干保存。
d)也可以将PNA溶解后在零下20度长期保存,而不会对PNA的效用有任何的影响。这种方法特别适用于嘌呤含量高的短PNA。
e)我们建议用聚丙烯或者聚乙烯的试管来保存PNA,而不是使用玻璃或者聚苯乙烯的管子。
3.缓冲液选择
a)用于DNA。PNA/DNA杂交体的Tm和离子强度没有关系,因此,即使在较低的离子浓度下,PNA也可以非常有效地结合到DNA。
b)如果用于RNA,低盐条件会有助于RNA三级结构变性,从而使得PNA更容易和RNA杂交。

三、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PNA的纯度大于>95%,HPLC 纯度分析报告、质谱分析报告,一般3~4周交货。

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