一、PNA簡(jiǎn)介

PNA(peptide nucleic acids, PNA)肽核酸技術(shù)，是90年代丹麥科學(xué)家發(fā)明的一類以多肽骨架取代糖磷酸主鏈的DNA類似物，即以中性的肽鏈酰胺2-氨基乙基甘氨酸鍵取代了DNA中的戊糖磷酸二酯鍵骨架，其余的與DNA相同，PNA可以通過(guò)Watson-Crick堿基配對(duì)的形式識(shí)別并結(jié)合DNA或RNA序列，形成穩(wěn)定的雙螺旋結(jié)構(gòu)。由于PNA沒(méi)有帶電荷的磷酸基團(tuán)，因此不存在靜電排斥。這使得PNA跟DNA結(jié)合比DNA與DNA之間的結(jié)合更加牢固。PNA既不是多肽，也不是核酸，因此DNA酶跟蛋白酶都不能水解PNA，無(wú)論在體外或者體內(nèi)，PNA都相當(dāng)穩(wěn)定。

1、跟DNA、RNA相比，PNA 有2個(gè)最重要的特點(diǎn)是：

1）跟對(duì)應(yīng)的核酸結(jié)合，Tm 值高，穩(wěn)定性強(qiáng)。

2）跟對(duì)應(yīng)核酸序列結(jié)合，特異性非常高：完全配對(duì)時(shí)，Tm值比對(duì)應(yīng)的DNA-DNA高；如果有一個(gè)堿基不配對(duì)，Tm 值會(huì)下降15℃左右，比對(duì)應(yīng)的DNA-DNA Tm 值低；如果有2個(gè)堿基不配對(duì)，完全不能結(jié)合。 基于以上不同于DNA、RNA 的特性，PNA 為生命科學(xué)的研究及藥物開(kāi)發(fā)提供了新的思路。

2、PNA特性&優(yōu)勢(shì)

強(qiáng)結(jié)合力：PNA是由電中性的酰胺骨架組成，因此PNA鏈與DNA鏈之間無(wú)排斥現(xiàn)象，因此，PNA與DNA之間具有更強(qiáng)的結(jié)合力。

強(qiáng)特異性及靈敏性：在不存在錯(cuò)配的情況下，PNA/DNA結(jié)合穩(wěn)定性強(qiáng)于DNA/DNA；在錯(cuò)配情況下，PNA/DNA結(jié)合穩(wěn)定性弱于DNA/DNA。即便是單個(gè)堿基錯(cuò)配，也會(huì)造成溶解曲線的巨大差異。因此，可以區(qū)分單個(gè)堿基的錯(cuò)配。沒(méi)出現(xiàn)1個(gè)堿基的錯(cuò)配，Tm值平均降低15°C，如果2個(gè)堿基錯(cuò)配，則完全不能雜交，因此特異性極高。

強(qiáng)穩(wěn)定性：PNA具有較強(qiáng)的化學(xué)，生物學(xué)，熱力學(xué)穩(wěn)定性。PNA在高溫，強(qiáng)PH條件下，均具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。并且由于PNA骨架有別于核酸以及多肽骨架，因此，核酸酶及蛋白酶均不易降解PNA。

強(qiáng)雜交穩(wěn)定性：PNA在高鹽濃度的雜交液中具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，以及結(jié)合力。因此，PNA可以作為比較穩(wěn)定的雜交探針應(yīng)用于科學(xué)研究。在相同條件下，15個(gè)相同序列的堿基，DNA/DNA的Tm值為53.3°C，DNA/RNA的Tm值為50.6°C，PNA/DNA的Tm值高達(dá)69.5°C，PNA/PNA更是高達(dá)72.3°C，即與相同序列的天然核酸堿基序列相比，每增加1個(gè)堿基，解鏈溫度提高1°C，大大提高了雜交穩(wěn)定性。

強(qiáng)安全性：PNA幾乎沒(méi)有毒性，為小鼠經(jīng)脈注射PNA，2h后觀察PNA存在于所有的組織器官中，而90%的PNA在用藥后24 h內(nèi)以未經(jīng)修飾的形式經(jīng)尿排出，因此PNA對(duì)于生物體來(lái)說(shuō)，具有很高的安全性。

二、PNA結(jié)構(gòu)

三、PNA 設(shè)計(jì)及注意事項(xiàng)

1. 結(jié)合特性。雖然從理論上講，PNA可以從兩個(gè)方向來(lái)和目的片段形成雜交體，但實(shí)際上，最常見(jiàn)的是反向結(jié)合（ anti-parallel orientation）。PNA的N末端相當(dāng)于寡核苷酸的5′端，因此也經(jīng)常被稱為PNA的5′端。和普通的DNA/DNA雜交體相比較，PNA/DNA具有較高的Tm值。一般而言，在100mM NaCl的條件下，每個(gè)堿基對(duì)的Tm值會(huì)升高大約1°C。

2. 長(zhǎng)度。由于PNA具有很高的親和力（higheraffinity），因此不需要設(shè)計(jì)很長(zhǎng)的序列，一般而言12-18個(gè)已經(jīng)足以滿足需要，這和其他常規(guī)25-40個(gè)寡核苷酸探針有著巨大的區(qū)別。我們必須要記得，序列越短，則其特異性就越高。對(duì)PNA而言，有時(shí)更短的序列也會(huì)達(dá)到預(yù)期的效果。反而長(zhǎng)的PNA會(huì)發(fā)生聚集沉淀（aggregate），而影響下游的純化和分析。

3. 嘌呤含量。嘌呤含量高的PNA，特別是鳥(niǎo)嘌呤G,也容易發(fā)生聚集沉淀（aggregate）。所以，在任何10個(gè)連續(xù)的PNA單體中，不要有6個(gè)或者更多的嘌呤出現(xiàn)。因此，從這意義上講，越短的PNA序列，那么就越不需要擔(dān)心設(shè)計(jì)上出現(xiàn)問(wèn)題。

4. 自身互補(bǔ)。盡量來(lái)防止自身互補(bǔ)（Self-complementarity）的發(fā)生。在序列設(shè)計(jì)上，避免反向重復(fù)（inverserepeats），發(fā)夾結(jié)構(gòu)（hairpinforming），和回文序列（palindromic sequences）。

5. 改善溶解性。當(dāng) PNA 鏈較長(zhǎng)（>22mer）或者嘌呤含量高（>60%） 時(shí)，為了提高 PNA 探針的溶解性，我們建議在序列中加入一些助溶基團(tuán)如 O linker、E linker、X linker 或者兩個(gè)賴氨酸。當(dāng) PNA 偶聯(lián)多肽或染料時(shí)，接頭（linker） 可以起到空間間隔（spacer）的作用。

6. 標(biāo)記 PNA。 PNA 鏈 5′ 端和 3′ 端均可以標(biāo)記。由于 3′ 端是非活性基團(tuán)（-CONH2），所以需加入一個(gè)賴氨酸，其側(cè)鏈上的氨基可以用來(lái)標(biāo)記。如果在 5′ 端標(biāo)記，我們建議在 PNA 和標(biāo)記物之間加 1~2 O linkers。標(biāo)記物：熒光基團(tuán)（—NHS 酯或羧基酰胺）、生物素等。

四、PNA 的訂購(gòu)

PNA的價(jià)格取決于序列長(zhǎng)度、產(chǎn)量和修飾標(biāo)記，請(qǐng)聯(lián)系我們的銷售人員。

最低訂購(gòu)量： 未標(biāo)記 PNA 50 nmole，標(biāo)記PNA 25 nmole。

提供PNA的純度大于>95%，HPLC 純度分析報(bào)告、質(zhì)譜分析報(bào)告，一般3~4周交貨。