Modyfikowane DNAzymy o aktywności peroksydazowej. Otrzymywanie, właściwości oraz zastosowanie bioanalityczne
Loading...
Date
2021
Authors
Editor
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Title alternative
Modified DNAzymes with peroxidase activity. Obtaining, properties and bioanalytical application
Abstract
Rozprawa doktorska poświęcona została problematyce zmodyfikowanych układów G-kwadrupleks/hemina jako nowych DNAzymów o aktywności peroksydazowej. Ponieważ niezmodyfikowane DNAzymy wykazują niższą aktywność katalityczną niż zwyczajowo używana w diagnostyce medycznej peroksydaza chrzanowa (HRP), wciąż poszukuje się nowych strategii modyfikacji tych katalizatorów w celu poprawienia ich zdolności katalitycznych. Przedstawione w pracy badania skupiają się na dwóch rodzajach modyfikacji tych układów. Jedną ze strategii było kowalencyjne przyłączenie heminy do oligonukleotydu, które miało na celu zniwelowanie sygnału analitycznego pochodzącego od próby referencyjnej w potencjalnych biosensorach opartych na DNAzymach, ponieważ w przypadku niekowalencyjnych układów obecna w tej próbie jest hemina, która posiada niewielką aktywność peroksydazową zwiększając sygnał tła. Modyfikacja ta miała również na celu zwiększenie stabilności temperaturowej DNAzymu oraz poprawę siły oddziaływań między heminą a G-kwadrupleksem, a co za tym idzie również zwiększenie aktywności peroksydazowej. Drugim typem modyfikacji było przyłączenie do oligonukleotydu kropki kwantowej jako generatora reaktywnych form tlenu. Modyfikacja ta miała na celu uniknięcie dodatku nadtlenku wodoru do medium reakcyjnego oraz możliwość przeprowadzenia reakcji indukowanej światłem wobec odpowiednich substratów organicznych.
The doctoral dissertation is devoted to the problem of modified G quadruplex/hemin systems as new DNAzymes with peroxidase activity. As unmodified DNAzymes have lower catalytic activity than horseradish peroxidase (HRP) conventionally used in medical diagnostics. New strategies for modifying these catalysts in order to improve their catalytic abilities are still being sought. The presented research focuses on two types of modification of these systems. One strategy was to covalently attach hemin to the oligonucleotide to eliminate the analytical signal from the reference sample in potential DNAzyme-based biosensors, since in non-covalent systems, hemin is present in reference samples, and hemin itself possess some peroxidase activity what increases the background signal. This modification was also aimed at increasing the temperature stability of DNAzyme and improving the strength of interactions between hemin and G-quadruplex, and thus also improve the peroxidase activity of DNAzymes. The second type of modification was the attachment of a quantum dot to the oligonucleotide as a generator of reactive oxygen species. This modification was aimed at avoiding the addition of hydrogen peroxide to the reaction medium and the possibility of carrying out the light-induced reaction with appropriate organic substrates.
The doctoral dissertation is devoted to the problem of modified G quadruplex/hemin systems as new DNAzymes with peroxidase activity. As unmodified DNAzymes have lower catalytic activity than horseradish peroxidase (HRP) conventionally used in medical diagnostics. New strategies for modifying these catalysts in order to improve their catalytic abilities are still being sought. The presented research focuses on two types of modification of these systems. One strategy was to covalently attach hemin to the oligonucleotide to eliminate the analytical signal from the reference sample in potential DNAzyme-based biosensors, since in non-covalent systems, hemin is present in reference samples, and hemin itself possess some peroxidase activity what increases the background signal. This modification was also aimed at increasing the temperature stability of DNAzyme and improving the strength of interactions between hemin and G-quadruplex, and thus also improve the peroxidase activity of DNAzymes. The second type of modification was the attachment of a quantum dot to the oligonucleotide as a generator of reactive oxygen species. This modification was aimed at avoiding the addition of hydrogen peroxide to the reaction medium and the possibility of carrying out the light-induced reaction with appropriate organic substrates.
Description
Wydział Chemii
Sponsor
Keywords
G-kwadrupleks, DNAzym o aktywności peroksydazy, chemia click, kropki kwantowe, ROS, G-quadruplex, Peroxidase-mimicking DNAzymes, click chemistry, quantum dots, ROS