摘要
生物正交反应(Bioorthogonalreaction)是一类可以在生理条件下发生，并且不会与生物体内同时发生的其它生化反应互相干扰，也不会对生物体以及目标分子产生损害的反应。光催化的生物正交反应是目前生物正交反应中关注度较高的一类反应，其是由光引发的反应底物之间的加成反应，反应条件温和且反应效率高。其中，基于二芳基四氮唑与双键的光点击反应是一种常用于生物大分子标记的生物正交反应，该反应在化学生物学研究中发挥了非常重要的作用。 论文的第一部分工作，我们展示了一种光点击反应用于细胞内靶标鉴定的光敏性miRNA探针。在miRNA的3''修饰二芳基四氮唑不影响miRNA抑制靶基因表达的细胞内生物学功能，这优于直接用生物素标签修饰的miRNA。二芳基四氮唑和双键修饰的生物素基团之间可以在紫外光的照射下快速发生分子间光点击反应使得miRNA标记上生物素基团，用于富集、分离、鉴定细胞裂解物中的miRNAs结合物质。我们用光敏性miRNA探针验证了它们寻找miR-106a和miR-122靶基因的能力。通过此方法我们鉴定了miR-122的几个未知靶基因，并揭示了在HepG2细胞中miR-122通过靶向PEG10蛋白促进细胞凋亡的新途径。我们认为，将不同的光敏性miRNA探针与高通量筛选技术（如基因测序或蛋白质组学）结合使用可以研究更多未知的miRNA作用机制。 论文的第二部分，我们开发了一种新型可发生分子内光点击反应的TetⅡ-miR122探针，该探针可以在活细胞中实现原位荧光打开，并且该二芳基四氮唑结构修饰不会损害相应miRNA的细胞内功能。TetⅡ-miR-122在紫外光照射下可以发生快速的分子内光点击反应并生成在单光子或双光子激发下具有明亮的荧光发射的PyrⅡ-miR122。用TetⅡ-miR122转染的HepG2细胞在紫外光的调控下可以实现空间和时间分辨的荧光成像。因此这种TetⅡ-miR探针提供了一种以时空分辨方式跟踪和研究细胞内miRNNA的新的实用方法。 生物正交反应发展至今，只有限的几类反应得到广泛应用，并显示出很高的生物兼容性和很好的选择性。对从事化学生物学研究的学者来说，发现一个新的生物正交反应都是一件令人振奋而且有意义的事情，同时也具有相当大的挑战。论文的第三部分工作，我们首次发展了一种新型基于手提式LED白光诱导的生物正交反应。该反应在LED白光的照射下可以高效、高选择性的诱导菲醌(PQ)与乙二醇乙烯基醚(VE)发生[4+2]环加成反应。该反应在生理条件下可以快速且高特异性的发生，其反应动力学常数为k2=2.76M-1S-1。该反应在蛋白水平也有很高效的荧光共价标记效果，我们成功的用该反应对BSA蛋白在生理条件下共价标记了荧光染料。值得注意的是，因为该反应是通过LED白光诱导的，因此对细胞或动物等生物体伤害较小，这也是与紫外光诱导的生物正交反应相比的优势，该生物正交反应有希望在化学与生物学研究领域中有更广泛的应用。
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