文 献 综 述
1、研究背景
Davies 于 1962 年首次提出 G-四联体。G-四联体是由富含鸟嘌呤G的序列在一定浓度的 Na 、K 条件下所形成一种 DNA 二级结构。G-四联体结构具有多态性，主要是因为链的数量、链的结构、链的取向以及环的结构形态等存在着多样性。G-四联体的基本单元是 4 个鸟嘌呤通过氢键围绕形成平面得到G四分体，其中的氢键包括 Hoogstee n (N1- O6)(N2- N7) 和Watson-Crick，而G-四分体之间通过pi; - pi; 堆积得到G-四联体。G-四联体主要有平行结构和反平行结构，主要受到鸟嘌呤中的碱基和糖之间的syn 和 anti 这 2 种糖苷键的影响。E Gavathiotis 等对于平行的 G-四联体带有 anti 糖苷键的阐述非常明白。其中最影响拓扑结构的应当是一条链中带有对角环、侧边环以及螺旋桨环等多种环形结构的 G-四联体，因为这样形成的结构中存在着 4 种形态的沟槽，比如对角环和对角环所形成的简单环，但存在螺旋桨环就会很复杂
在 20 世纪 80 年代初期，只有生物物理学家对其感兴趣，而到 80 年代末期时，位于端粒末端的富 G 序列能够形成 G-四联体结构的这个事实以及在 1991 年时 Zahl er与其同伴证实了经 K 稳定 G四联体结构具有限制端粒酶活性的功能后，G-四联体就成为了抑制端粒酶的靶点。随着对 G-四联体研究的不断深入，大量事实证实 G-四联体确实存在于活的生物体中并且发挥着重要的生物性作用。在真核细胞的基因组中，有很多关键的富G 区域有望形成 G-四联体，像端粒、免疫球蛋白开关区域、致癌基因启动子区域以及核糖体 DNA。G-四联体与小分子配体结合时能够发挥重要作用，如限制端粒酶的活性，干扰端粒的活性，影响端粒的维持，进一步影响细胞的生长与增殖，甚至影响癌细胞的发生与发展。
与G．四联体相互作用的配体中血红素(hcmin)尤为重要。血红素(hcmin)又名 卟啉铁，是一个具有卟啉结构的小分子。在分子中心，四个吡咯环上的氮原子与 一个亚铁离子配位。作为铁强化剂，对缺铁性贫血患者有良好的补充和吸收作用。 Hemin本身及相关化合物具有一定的催化性能，但是催化活性较低。Travascio 报道发现当hemin与G．四联体结合后，表现出一定的类过氧化酶催化活性 即G．四联体DNAzyme。更为重要的是，其催化性能较hemin本身提高l-2个数 量级。相比于HRP，G-四联体DNAzyme具有高的化学稳定性，成本低，合成简单，易于修饰等优点，正作为催化信标引起人们的极大关注，在分析测试中具有 广泛的应用。
2、国内外研究现状
G-四联体DNAzyme被发现后，Willncr课题组于2004年将其应用于比 色分析法中。他们利用G．四联体DNAzyme的催化H202氧化ABTS(2，2-联氮基 双(3．乙基苯并噻唑啉．6．磺酸)，发展了一种检测DNA及癌细胞中端粒酶活性的比色法酬。该方法基于目标DNA与分子信标竞争结合的原理，使得其中的G四联体序列释放出来，并与血红素结合形成G．四联体DNAzyme，催化ABTS.H202反应，产生肉眼可见的信号变化。随后，一系列基于G-四联体DNAzyme 催化活性的比色法传感器得到开发和应用，在检测DNA、生物小分子以及金属离子等方面有着广泛的应用。
Luo通过实验证实，氧化石墨烯(Go)能抑制G四联体DNAzyme的催化活性。基于单双链DNA与GO之间不同的作用力，该课题组制备了一种新型的化学发光传感器：含有G一四联体DNAzyme序列的探针在鲁米诺以及H202的存在下，能够产生化学发光。当加入GO后，ssDNA的碱基与GO非共价作用紧密 地吸附在GO表面，使得G．四联体DNAzyme与GO距离很近，抑制其催化活性， 因而化学发光强度较低，并且随着GO浓度的增加，化学发光会逐步降低。而加入互补链之后形成稳定的dsDNA，dsDNA远离GO表面，化学发光恢复，并且化学发光增强的程度与靶DNA浓度正相关。该方法表现出高的灵敏度和选择性，可以检测到34pM的目标DNA且不需要复杂的技术及仪器设备，该方法有望应 用在临床诊断、传感技术等方面。
2010年，Willne一碉首次将G．四联体DNAzymc用于电催化H202实现对目标 DNA及AMP的检测。首先将包含G四联体序列的发夹结构固定在电极表面， 当存在目标DNA或者单磷酸腺苷(AMP)分子时，发夹结构打开，形成G．四联体 DNAzyme。通过电化学还原H202，实现目标物的定量检测。该方法提供一个检 测多种目标物的通用平台，并且通过电化学还原H202，实现对目标物的信号放大。为了进一步提高灵敏度，陈国南课题组引入核酸外切酶放大技术，制备了一 种无标记、超灵敏电化学DNA传感器。首先将信号DNA固定在电极表面，当存在靶DNA时会形成稳定的双链，此时溶液中核酸外切酶能够特异性识别双链的特定序列，并将一条链从5rsquo;至3rsquo;端水解生成单个核苷酸，释放出靶序列，并在电极表面形成G．四联体DNAzyme。通过靶序列循环以及G-四联体 DNAzyme催化H202的信号放大，检测限低至0．02 .并且该传感器表现出超 高的区分能力，甚至可识别单碱基错配。
3、应用前景
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