RU2049821C1 - Method of preparing non-radioactive labelled probe for determination of nucleotide series - Google Patents
Method of preparing non-radioactive labelled probe for determination of nucleotide series Download PDFInfo
- Publication number
- RU2049821C1 RU2049821C1 RU92001266A RU92001266A RU2049821C1 RU 2049821 C1 RU2049821 C1 RU 2049821C1 RU 92001266 A RU92001266 A RU 92001266A RU 92001266 A RU92001266 A RU 92001266A RU 2049821 C1 RU2049821 C1 RU 2049821C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dna
- minutes
- nucleic acid
- modified
- reacts
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 239000000523 sample Substances 0.000 title description 18
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 title description 6
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 title 1
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims abstract description 6
- OPTASPLRGRRNAP-UHFFFAOYSA-N cytosine Chemical compound NC=1C=CNC(=O)N=1 OPTASPLRGRRNAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 238000002372 labelling Methods 0.000 claims abstract description 6
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 claims abstract description 6
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 claims abstract description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229940104302 cytosine Drugs 0.000 claims abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract 2
- BRMYHTNDDMKDGY-UHFFFAOYSA-N o-(4-aminobutyl)hydroxylamine Chemical compound NCCCCON BRMYHTNDDMKDGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000005891 transamination reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000011534 incubation Methods 0.000 claims description 3
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 3
- 150000002443 hydroxylamines Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 2
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 claims 1
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 claims 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims 1
- 125000003636 chemical group Chemical group 0.000 abstract 1
- AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N hydroxylamine group Chemical group NO AVXURJPOCDRRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 24
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 17
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 description 15
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 14
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 13
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 13
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 10
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 9
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 238000002523 gelfiltration Methods 0.000 description 7
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 7
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 7
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 229920005654 Sephadex Polymers 0.000 description 6
- 239000012507 Sephadex™ Substances 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol;hydron;chloride Chemical compound Cl.OCC(N)(CO)CO QKNYBSVHEMOAJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 5
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N (+)-Biotin Chemical compound N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)O)SC[C@@H]21 YBJHBAHKTGYVGT-ZKWXMUAHSA-N 0.000 description 4
- ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N Formamide Chemical compound NC=O ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 4
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 4
- 239000003298 DNA probe Substances 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XCCHFTFMUQWCPL-GXQDVZPWSA-N ON1C(CCC1=O)=O.C(CCCC[C@@H]1SC[C@@H]2NC(=O)N[C@H]12)(=O)C(C(=O)O)CCCCN Chemical compound ON1C(CCC1=O)=O.C(CCCC[C@@H]1SC[C@@H]2NC(=O)N[C@H]12)(=O)C(C(=O)O)CCCCN XCCHFTFMUQWCPL-GXQDVZPWSA-N 0.000 description 3
- 229920001213 Polysorbate 20 Polymers 0.000 description 3
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 3
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 3
- HCOMFAYPHBFMKU-UHFFFAOYSA-N butanedihydrazide Chemical compound NNC(=O)CCC(=O)NN HCOMFAYPHBFMKU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 3
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 239000000256 polyoxyethylene sorbitan monolaurate Substances 0.000 description 3
- 235000010486 polyoxyethylene sorbitan monolaurate Nutrition 0.000 description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 3
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 3
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 108020003215 DNA Probes Proteins 0.000 description 2
- 230000008836 DNA modification Effects 0.000 description 2
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 description 2
- JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N [3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-hydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methyl [5-(6-aminopurin-9-yl)-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] hydrogen phosphate Polymers Cc1cn(C2CC(OP(O)(=O)OCC3OC(CC3OP(O)(=O)OCC3OC(CC3O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)C(COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3CO)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)O2)c(=O)[nH]c1=O JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960002685 biotin Drugs 0.000 description 2
- 235000020958 biotin Nutrition 0.000 description 2
- 239000011616 biotin Substances 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- UVTPMAJGFRLLKF-UHFFFAOYSA-N o-(4-aminooxybutyl)hydroxylamine Chemical compound NOCCCCON UVTPMAJGFRLLKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108091033319 polynucleotide Proteins 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- GOJUJUVQIVIZAV-UHFFFAOYSA-N 2-amino-4,6-dichloropyrimidine-5-carbaldehyde Chemical group NC1=NC(Cl)=C(C=O)C(Cl)=N1 GOJUJUVQIVIZAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QRXMUCSWCMTJGU-UHFFFAOYSA-N 5-bromo-4-chloro-3-indolyl phosphate Chemical compound C1=C(Br)C(Cl)=C2C(OP(O)(=O)O)=CNC2=C1 QRXMUCSWCMTJGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXPCJIZVOHAAPA-SGOWSBBBSA-N 7-[(3as,4s,6ar)-2-oxo-1,3,3a,4,6,6a-hexahydrothieno[3,4-d]imidazol-4-yl]-2-(4-aminobutyl)-3-oxoheptanoic acid Chemical compound N1C(=O)N[C@@H]2[C@H](CCCCC(=O)C(C(O)=O)CCCCN)SC[C@@H]21 PXPCJIZVOHAAPA-SGOWSBBBSA-N 0.000 description 1
- 208000035143 Bacterial infection Diseases 0.000 description 1
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 1
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 description 1
- 108050009160 DNA polymerase 1 Proteins 0.000 description 1
- 102000016911 Deoxyribonucleases Human genes 0.000 description 1
- 108010053770 Deoxyribonucleases Proteins 0.000 description 1
- 229920001917 Ficoll Polymers 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 208000026350 Inborn Genetic disease Diseases 0.000 description 1
- 208000024556 Mendelian disease Diseases 0.000 description 1
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 1
- 102000004160 Phosphoric Monoester Hydrolases Human genes 0.000 description 1
- 108090000608 Phosphoric Monoester Hydrolases Proteins 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- IBVAQQYNSHJXBV-UHFFFAOYSA-N adipic acid dihydrazide Chemical compound NNC(=O)CCCCC(=O)NN IBVAQQYNSHJXBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011543 agarose gel Substances 0.000 description 1
- 238000000246 agarose gel electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 125000002344 aminooxy group Chemical group [H]N([H])O[*] 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229940098773 bovine serum albumin Drugs 0.000 description 1
- 239000005018 casein Substances 0.000 description 1
- BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N casein, tech. Chemical compound NCCCCC(C(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CC(C)C)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(C(C)O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(COP(O)(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(N)CC1=CC=CC=C1 BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021240 caseins Nutrition 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 1
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- GNBHRKFJIUUOQI-UHFFFAOYSA-N fluorescein Chemical compound O1C(=O)C2=CC=CC=C2C21C1=CC=C(O)C=C1OC1=CC(O)=CC=C21 GNBHRKFJIUUOQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SBLVLLYNOXRPGN-UHFFFAOYSA-N hexanedioic acid;dihydrochloride Chemical compound Cl.Cl.OC(=O)CCCCC(O)=O SBLVLLYNOXRPGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 1
- PKNQJSSCXBCMQH-UHFFFAOYSA-N o-(4-aminobutyl)hydroxylamine;dihydrochloride Chemical compound Cl.Cl.NCCCCON PKNQJSSCXBCMQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NMHMNPHRMNGLLB-UHFFFAOYSA-N phloretic acid Chemical compound OC(=O)CCC1=CC=C(O)C=C1 NMHMNPHRMNGLLB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- 239000001226 triphosphate Substances 0.000 description 1
- 235000011178 triphosphate Nutrition 0.000 description 1
- 125000002264 triphosphate group Chemical class [H]OP(=O)(O[H])OP(=O)(O[H])OP(=O)(O[H])O* 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к молекулярной биологии, медицине и ветеринарии и может быть использовано для детекции специфических последовательностей нуклеиновых кислот (НК) методом молекулярной гибридизации для диагностики наследственных и бактериальных заболеваний человека и животных. The invention relates to molecular biology, medicine and veterinary medicine and can be used to detect specific nucleic acid (NK) sequences by molecular hybridization for the diagnosis of hereditary and bacterial diseases in humans and animals.
Синтез и использование нерадиоактивномеченных гибридизационных зондов является актуальной задачей в медицине, ветеринарии и сельском хозяйстве. Применение в широкой практике гибридизационных тестов на заражение человека, животных, растений различными микроорганизмами сдерживается отсутствием недорогих, технологичных и не использующих радионуклиды способов приготовления зондов. The synthesis and use of non-radioactive labeled hybridization probes is an urgent task in medicine, veterinary medicine and agriculture. The use of hybridization tests for infection of humans, animals, and plants with various microorganisms in general practice is hampered by the lack of inexpensive, technologically advanced and radionuclide-free methods for preparing probes.
Известен способ получения нерадиоактивных зондов, основанный на реакции расширения одноцепочечного разрыва в ДНК с помощью ферментов (ник-трансляция) [1] Способ включает следующие стадии: внесение в ДНК-матрицу одноцепочечных разрядов с помощью фермента ДНК-азы 1; тепловая инактивация фермента ДНК-азы 1; полимеризация дезоксинуклеозидтрифосфатов на матрице ДНК с помощью ДНК-полимеразы 1, причем один из предшественников мечен радиоактивно, а второй несет нерадиоактивную метку; контроль по радиоактивной метке за процессом полимеризации; очистка меченной ДНК от ферментов и невключившихся предшественников. A known method of producing non-radioactive probes, based on the reaction of expansion of a single-stranded break in DNA using enzymes (nick translation) [1] The method includes the following steps: introducing into the DNA matrix of single-stranded discharges using the
Недостатками способа являются использование ферментов и дорогостоящих предшественников, необходимость контролирования процедуры полимеризации, малое количество одновременно обрабатываемой ДНК (не более 5 мкг), чувствительность ферментов к качеству ДНК-матрицы, возможность мечения лишь двуцепочечных дезоксиполинуклеотидов. The disadvantages of the method are the use of enzymes and expensive precursors, the need to control the polymerization procedure, a small amount of simultaneously processed DNA (not more than 5 μg), the sensitivity of the enzymes to the quality of the DNA matrix, the possibility of labeling only double-stranded deoxypolinucleotides.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения нерадиоактивных зондов, основанный на реакции двуцепочечной ДНК с дигидразидом янтарной кислоты [2] включающий следующие стадии: тепловую денатурацию ДНК при 95оС в течение 5 мин; инкубацию денатурированной ДНК с равным объемом дигидразида янтарной кислоты pH 5 при 95оС в течение 15-60 мин; выделение модифицированной ДНК гель-фильтрацией на Sephadex G-50; концентрирование образца; мечение модифицированной ДНК N-гидроксисукцинимидным эфиром D-биотинил-ε-аминокапроновой кислоты; очистку меченой ДНК от неприсоединившегося биотина на Sephadex G-50.Closest to the proposed method is a method for producing non-radioactive probes, based on the reaction of double-stranded DNA with succinic acid dihydrazide [2] comprising the following stages: thermal denaturation of the DNA at 95 about C for 5 min; incubation of denatured DNA with an equal volume of succinic
Недостаток данного способа жесткие условия модификации ДНК (длительная инкубация при 95оС, pH 5), приводящие к падению качества зонда. При чувствительности в гибридизации 20 пг резко сужается область применения таких зондов. Описано применение данного способа для мечения лишь двуцепочечных дезоксиполинуклеотидов.The disadvantage of this method of DNA modification stringent conditions (prolonged incubation at 95 ° C, pH 5) leading to a drop in the quality of the probe. With a sensitivity of 20 pg in hybridization, the scope of such probes is sharply narrowed. The application of this method for labeling only double-stranded deoxypolinucleotides is described.
Технической задачей изобретения является повышение качества целевого продукта (увеличение чувствительности при выявлении зонда, расширение круга модифицируемых НК (одно- и двуцепочечные поли- и олигонуклеотиды, дезокси- и рибо- производные), увеличение стабильности получающегося продукта). An object of the invention is to improve the quality of the target product (increasing sensitivity in detecting a probe, expanding the range of modified NKs (single and double-stranded poly and oligonucleotides, deoxy and ribo derivatives), increasing the stability of the resulting product).
Поставленная задача достигается тем, что в качестве переаминирующего агента используют соединение общей формулы R1-S-R2, где R1 производное гидроксиламина, реагирующее с цитозином в составе НК; S спейсер; R2 амино- или аминооксигруппа, реагирующая с активированными производными сигнальных соединений, а процесс переаминирования проводят при pH 3,2-4,5 при 60-90оС в течение 1-12 мин. В качестве переаминирующего агента преимущественно используют 4-аминооксибутиламин, где спейсер S представляет собой тетраметиленовый мостик, позволяющий устранить стерические затруднения между ДНК-дуплексом и R2.The problem is achieved in that as a transaminating agent, a compound of the general formula R 1 -SR 2 is used , where R 1 is a hydroxylamine derivative that reacts with cytosine in the composition of NK; S spacer; R 2 amino or aminooxy group, reacts with activated derivatives of the signaling connections, and transamination process is carried out at
Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. The essence of the proposed method is as follows.
Раствор НК 1 мг/мл в воде или в буфере, не содержащем производных аминов и карбоновых кислот, смешивают с равным объемом водного раствора 4-аминооксибутиламина дигидрохлорида, pH которого педварительно оттитровывают до 3,75 при 80оС раствором гидроксида лития;
компоненты смеси перемешивают и смесь инкубируют при 80оС 5 мин;
модифицированную НК выделяют гельфильтрацией на Sephadex G-25 при элюции 50 мМ бикарбонатом натрия;
НК осаждают из смеси добавлением хлорида натрия до 0,1 М и этилового спирта до 67% с последующим центрифугированием при 12000 g 10 мин;
осадок растворяют в 0,1 М бикарбонате натрия и добавляют затем N-гидроксисукцинимидный эфир D-биотинил-ε-аминокапроновой кислоты до 5 мМ. Инкубируют смесь при 37оС 30 мин;
биотинилированную НК очищают гельфильтрацией на Sepjadex G-25 при элюции 50 мМ бикарбонатом натрия.A solution of
the components of the mixture are mixed and the mixture is incubated at 80 about 5 minutes;
modified NK is isolated by gel filtration on Sephadex G-25 with elution with 50 mM sodium bicarbonate;
NK are precipitated from the mixture by adding sodium chloride to 0.1 M and ethyl alcohol to 67%, followed by centrifugation at 12000 g for 10 min;
the precipitate was dissolved in 0.1 M sodium bicarbonate and then D-biotinyl-ε-aminocaproic acid N-hydroxysuccinimide ester was added to 5 mM. Incubate the mixture at 37 ° C. for 30 minutes;
biotinylated NK is purified by gel filtration on Sepjadex G-25 with elution with 50 mM sodium bicarbonate.
Зонд можно использовать сразу, либо хранить по крайней мере 1 год без потери качества при (-20)оС в 50 мМ бикарбонате натрия.The probe can be used immediately or stored at least one year without loss of quality at (-20) ° C in 50 mM sodium bicarbonate.
Чувствительность гибридизации при использовании зондов, полученных предлагаемым способом, составляет 0,3 пг по гомологической плазмиде, что позволяет выявлять уникальные гены при блот-гибридизации НК. The sensitivity of hybridization using probes obtained by the proposed method is 0.3 pg by homologous plasmid, which allows the identification of unique genes during blot hybridization of NK.
Существенным отличием предлагаемого способа по сравнению с прототипом является то, что в качестве переаминирующего реагента используют соединения общей формулы R1-S-R2 и процесс проводят в оптимальном режиме, а именно в среде с pH 3,2-4,5 при 60-90оС в течение 1-12 мин, что позволяет повысить качество зонда и расширить его функциональные возможности т.е. возможность метить весь спектр НК (одно- и двуцепочечные поли- и олигонуклеотиды, дезокси- и рибопроизводные). Кроме того, способ позволяет вводить в НК широкий круг сигнальных соединений: биотин, различные флуорохромы и гаптены.Essential difference of the proposed method compared to the prior art is that as pereaminiruyuschego reagent is a compound of the general formula R 1 -SR 2 and the process is carried out in the optimal mode, namely, in an environment with
Использование запредельных значений режима проведения процесса переаминирования не позволяет получать зонды высокого качества. Например, при pH реакционной смеси более 4,5 происходит падение скорости модификации. При инкубировании смеси менее 1 мин, не достигается необходимой степени модификации, а более 12 мин происходит падение скорости модификации. При инкубировании смеси менее 1 мин не достигается необходимой степени модификации, а более 12 мин происходит накопление побочного продукта реакции, что снижает качество целевого продукта. При инкубировании смеси при температуре выше 90оС уменьшается полимерность зондов и соответственно их чувствительность, а при 60оС падает скорость модификации.The use of transcendental values of the mode of the transamination process does not allow to obtain high-quality probes. For example, when the pH of the reaction mixture is more than 4.5, a decrease in the rate of modification occurs. When the mixture is incubated for less than 1 min, the necessary degree of modification is not achieved, and for more than 12 minutes the rate of modification decreases. When the mixture is incubated for less than 1 min, the necessary degree of modification is not achieved, and more than 12 min, the by-product of the reaction accumulates, which reduces the quality of the target product. By incubating the mixture at a temperature above 90 ° C. Polymerization probes decreases and accordingly the sensitivity, and at 60 ° C falls modification speed.
Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет по сравнению с прототипом получить дополнительный технический результат, заключающийся в сокращении количества стадий мечения, увеличении чувствительности гибридизации, повышении устойчивости продукта, а также позволяет расширить круг модифицируемых полимеров. Thus, the use of the proposed method allows, in comparison with the prototype, to obtain an additional technical result, which consists in reducing the number of stages of labeling, increasing the sensitivity of hybridization, increasing the stability of the product, and also allows you to expand the range of modified polymers.
П р и м е р 1. 50 мкл раствора НК в концентрации 1 мкг/мкл в воде или в буфере, не содержащем производных аминов и производных карбоновых кислот, смешивают с 50 мкл 2 М водного раствора 4 -аминооксибутиламина дигидрохлорида, pH которого предварительно оттитровывали до 3,75 при 80оС раствором 4,0 М гидроксида лития. Компоненты смеси перемешивают и смесь инкубируют при 80оС 5 мин. Модифицированную НК выделяют гель-фильтрацией на Sephadex G-50 (20x0,5 см) при элюции 0,2 мл/мин 50 мМ бикарбонатом натрия. За выходом фракций следят по поглощению на 260 нм и на 230 нм. НК осаждают из первой фракции добавлением хлорида натрия до 0,1 М и этилового спирта до 67% с последующим центрифугированием при 12000 g 10 мин. Осадок растворяют в 0,1 М бикарбонате натрия и добавляют затем N-гидроксисукцинимидный эфир D-биотинил-ε- аминокапроновой кислоты до 5 мМ. Инкубируют смесь при 37оС 30 мин. Биотинилированную НК очищают гель-фильтрацией на Sephadex G-50 в аналогичных условиях.PRI me
Проверку качества модифицированной НК осуществляют в реакции гибридизации, осуществляемой по приводимой ниже методике. The quality control of the modified NK is carried out in a hybridization reaction, carried out according to the following procedure.
ДНК-мишень денатурируют нагреванием в 10 мМ трис-HCl, 0,5 мМ этилендиаминотетраацетате натрия (ТЕ) в течение 5 мин при 98оС, добавляют NaCl до 1 М и наносят на нитроцеллюлозные мембраны. ДНК иммобилизуют освещением ультрафиолетом [3] Биотинилированный НК-зонд денатурируют нагреванием в ТЕ в течение 5 мин при 98оС и вносят в раствор, содержащий 0,6 М NaCl, 50% формамида, 0,02% поливинилпирролидона, 0,02% фиколла 400, 0,02% бычьего сывороточного альбумина, 0,5% Tween 20, 40 мМ фосфата натрия pH 7. Гибридизацию фильтра с иммобилизованной ДНК проводят в течение 16 ч при 37оС, после которой фильтр отмывают 3 раза по 10 мин при 37оС в 0,5 М NaCl, 50%-ном формамиде, 0,4%-ном SDS, 33 мМ фосфате натрия, pH 7. Затем фильтр инкубируют при перемешивании в 0,2% -ном казеине, 50 мМ трис-HCl pH 7, 0,15 М NaCl, 5 мМ MgCl2, 0,2%-ной Tween 20 40 мин при 23оС. Конъюгат стрептавидин-щелочная фосфатаза разводят в 2000 раз в 50 мМ трис-HCl pH 7, 0,15 M NaCl, 5 мМ MgCl2 и инкубируют фильтр в этом растворе 20 мин при 23оС. От несвязавшегося конъюгата фильтр отмывают с перемешиванием по 10 мин при 23оС в четырех сменах 0,15 М NaCl, 50 мМ трис-HCl pH 7, 5 мМ MgCl2, 0,2% Tween 20. Фильтр споласкивают 0,15 М NaCl, 50 мМ трис-НСl pH 9,4; 5 мМ МgCl2 и затем проявляют в течение 16 ч в растворе такого же состава, но с добавлением 0,33 мг/мл NBT, 0,165 мг/мл ВСIP. По окончании проявления фильтр споласкивают водой и высушивают на воздухе.The target DNA was denatured by heating in 10 mM Tris-HCl, 0,5 mM sodium ethylenediaminotetraacetates (TE) for 5 min at 98 ° C, added to 1 M NaCl and applied to a nitrocellulose membrane. DNA was immobilized by ultraviolet light [3] NK biotinylated probe was denatured by heating in TE for 5 minutes at 98 ° C and applied to a solution containing 0.6 M NaCl, 50% formamide, 0.02% polyvinylpyrrolidone, 0.02% Ficoll 400, 0.02% bovine serum albumin, 0,5% Tween 20, 40 mM
Способ поясняется фиг.1 и 2. Гибридизация плазмидного ДНК-зонда, биотинилированного в соответствии с примером 1, не дает сигнала с 1 нг контрольной эукариотической ДНК, а чувствительность гибридизации составляет 0,3 мг гомологичной плазмиды. The method is illustrated in figures 1 and 2. Hybridization of a plasmid DNA probe biotinylated in accordance with example 1 does not give a signal with 1 ng of control eukaryotic DNA, and the hybridization sensitivity is 0.3 mg of a homologous plasmid.
Получающаяся чувствительность позволяет выявлять уникальный ген при блот-гибридизации. The resulting sensitivity allows the identification of a unique gene during blot hybridization.
Косвенными критериями качества получающегося зонда служат также форма кинетики модификации НК и полимерность продукта, определяемая электрофорезом в денатурирующих условиях. Indirect quality criteria of the resulting probe are also the form of the kinetics of NK modification and the product polymerization determined by electrophoresis under denaturing conditions.
П р и м е р 2. Способ осуществляют аналогично примеру 1 за исключением того, что pH реагента доводят до 5,0. На фиг.1 приведен график зависимости скорости модификации плазмидной ДНК в концентрации 0,5 мкг/мкл от pH среды. Концентрация 4-аминооксибутиламина 0,5 М, температура модификации 80оС. По вертикальной оси процент модифицированных оснований, по горизонтальной оси pH реакционной среды при 80оС.PRI me
П р и м е р 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1 за исключением того, что смесь НК и реагента инкубируют при 98оС. При этом наблюдают уменьшение полимерности ДНК-зондов, меченных 12 мин в соответствии с примером 3 в зависимости от температуры модификации (полимерность зондов проверяли электрофорезом в 2%-ном щелочном агарозном геле).PRI me
П р и м е р 4. Способ осуществляют аналогично примеру 1 за исключением того, что инкубируют смесь НК и реагента 15 мин. На фиг.2 приведена кинематика модификации ДНК 4-аминооксибутиламином в соответствии с примером 1. По вертикальной оси процент модифицированных оснований ДНК, по горизонтальной оси время реакции в минутах. Видно изменение линейного характера кинетики модификации из-за исчезновения целевого продукта реакции при времени модификации 6 мин и накопления побочного продукта реакции при времени модификации более 12 мин. PRI me
П р и м е р 5. 50 мкл раствора ДНК в концентрации 1 мкг/мкл в воде или в буфере, не содержащем производных аминов и производных карбоновых кислот, смешивают с 50 мкл 0,8 М водного раствора дигидрохлорида дигидразида адипиновой кислоты pH 3,9 (R1-R2-карбонилгидразид, S-пентаметилен). Компоненты смеси перемешивают и смесь инкубируют при 80оС 10 мин. Модифицированную НК выделяют гель-фильтрацией на Sephadex G-25 (20х0,5 см) при элюции 0,2 мл/мин водой. За выходом фракций следят по поглощению на 260 и 230 нм. Элюат концентрируют бутан-1-олом, спирт экстрагируют серным эфиром, эфир удаляют под вакуумом. Добавляют фосфат натрия pH 7 до 0,1 М и N-гидроксисукцинимидный эфир D-биотинил-ε-аминокапроновой кислоты до 5 мМ. Инкубируют смесь при 60оС 5 ч. Для присоединения красителя добавляют флуоресцеинизотиоцианат до 1 г/л и 0,1 М бикарбонат натрия и инкубируют при 37оС 3 ч. Биотинилированную или/и флуорохромированную ДНК очищают гель-фильтрацией на Sephafex G-25 как описано ранее.PRI me
Проверку качества модифицированной НК осуществляют в реакции гибридизации, осуществляемой по методике, приведенной в примере 1. Гибридизация плазмидного ДНК-зонда, биотинилированного в соответствии с примером 5, дает чувствительность около 20 пг по гомологичной плазмиде. The quality control of the modified NK is carried out in a hybridization reaction carried out according to the procedure described in Example 1. Hybridization of a plasmid DNA probe biotinylated in accordance with Example 5 gives a sensitivity of about 20 pg by homologous plasmid.
Дигидразид адипиновой кислоты присоединяется со скоростью, сравнимой со скоростью присоединения 4-аминооксибутиламина. Степень модификации определяют по отношению поглощений на 485 нм и 260 нм флуоресцентного производного ДНК. Полимерность продукта, определяемая электрофорезом в 2%-ном агарозном геле, также показывает пригодность модифицированной ДНК для гибридизации. Adipic acid dihydrazide binds at a rate comparable to that of 4-aminooxybutylamine. The degree of modification is determined by the ratio of absorbances at 485 nm and 260 nm of the fluorescent derivative of DNA. Product polymerization, determined by 2% agarose gel electrophoresis, also shows the suitability of the modified DNA for hybridization.
П р и м е р 6. Способ осуществляют аналогично примеру 1 за исключением того, что используют для переаминирования на первой стадии 1,4-ди(аминоокси)бутан. Зонды, модифицированные и 4-аминооксибутиламином, и 1,4-ди(аминоокси)-бутаном, имеют одинаковую чувствительность. На фильтрах нанесена ДНК в количестве: 1 100 пг; 2 31,6 пг; 3 10 пг; 4 3,16 пг; 5 1 пг; 6 0,316 пг. PRI me R 6. The method is carried out analogously to example 1 except that 1,4-di (aminooxy) butane is used for the transamination in the first stage. Probes modified with both 4-aminooxybutylamine and 1,4-di (aminooxy) -butane have the same sensitivity. DNA was applied on the filters in an amount of: 1 100 pg; 2 31.6 pg; 3 10 pg; 4 3.16 pg; 5 1 pg; 6 0.316 pg.
Claims (2)
R1 S R2,
где R1 производное гидроксиламина, реагирующее с цитозином в составе нуклеиновой кислоты;
S спейсер;
R2 химическая группировка, реагирующая с активированным производным сигнального соединения,
а процесс переаминирования проводят при pH 3,2 4,5 и температуре 60 - 90oС в течение 1 12 мин.1. METHOD FOR PRODUCING A NON-RADIOACTIVE TEST PROBE FOR DETERMINING NUCLEOTIDE SEQUENCES, Including incubation of a nucleic acid in a buffer solution containing a transaminating reagent, isolation and concentration of a modified nucleic acid, labeling it with a suitable signal compound, and purifying it from the impurity general formula
R 1 SR 2 ,
where R 1 is a hydroxylamine derivative that reacts with cytosine in a nucleic acid;
S spacer;
R 2 is a chemical moiety that reacts with an activated derivative of a signal compound,
and the process of transamination is carried out at a pH of 3.2 to 4.5 and a temperature of 60 - 90 o C for 1 to 12 minutes
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU92001266A RU2049821C1 (en) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | Method of preparing non-radioactive labelled probe for determination of nucleotide series |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU92001266A RU2049821C1 (en) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | Method of preparing non-radioactive labelled probe for determination of nucleotide series |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2049821C1 true RU2049821C1 (en) | 1995-12-10 |
| RU92001266A RU92001266A (en) | 1996-04-10 |
Family
ID=20130699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU92001266A RU2049821C1 (en) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | Method of preparing non-radioactive labelled probe for determination of nucleotide series |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2049821C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2146707C1 (en) * | 1996-04-11 | 2000-03-20 | Куликова Валентина Филипповна | Method of detection of analyzed sequence of nucleic acid |
-
1992
- 1992-10-20 RU RU92001266A patent/RU2049821C1/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 1. Турчинский А.Ф. и др. Модификация ДНК дигидразидом янтарной кислоты для получения гибридизационных зондов. Биоорганическая химия, 1989, т.15, N 10, с.1341-1345. * |
| 2. Биоорганическая химия, 1987, т.13, N 8, с.1066-1069. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2146707C1 (en) * | 1996-04-11 | 2000-03-20 | Куликова Валентина Филипповна | Method of detection of analyzed sequence of nucleic acid |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0379559B1 (en) | Method and reagents for detecting nucleic acid sequences | |
| US5830643A (en) | Partially double-stranded oligonucleotide and method for forming oligonucleotide | |
| US4751177A (en) | Methods and kits for performing nucleic acid hybridization assays | |
| US4822731A (en) | Process for labeling single-stranded nucleic acids and hybridizaiton probes | |
| Canard et al. | DNA polymerase fluorescent substrates with reversible 3′-tags | |
| US4898951A (en) | Compounds used as intermediates in the preparations of non-radioactive biological probes | |
| US5935825A (en) | Process and reagent for amplifying nucleic acid sequences | |
| EP0248896B1 (en) | Amplified hybridization assay | |
| CA1295535C (en) | Rapid detection of nucleic acid sequences in a sample by labeling the sample | |
| EP0281927B1 (en) | Assay for nucleic acid sequences in a sample | |
| US4754065A (en) | Precursor to nucleic acid probe | |
| US5082935A (en) | Diagnostic reagents made by attaching cytidine containing nucleic acid probes to amino functionalized solid supports by bisulfite mediated transamination | |
| HK1006858B (en) | Method and reagents for detecting nucleic acid sequences | |
| CA1278257C (en) | Method and kit for performing nucleic acid hybridization assays | |
| CA1258623A (en) | Probe containing a modified nucleic acid, recognizable by specific antibodies and use of this probe and these specific antibodies to detect and characterize a homologous dna sequence | |
| US4699876A (en) | Nonradiometric polynucleotide probes | |
| EP0156287A2 (en) | Process for labeling nucleic acids using psoralen derivatives | |
| EP0131830A1 (en) | Labelled nucleic acid probes and adducts for their preparation | |
| CN111560482A (en) | Detection method based on CRISPR/Cas and nucleic acid test paper and human papilloma virus detection kit | |
| JPH0591898A (en) | Inspection method for restricted increase in width | |
| JPH06500021A (en) | Homogeneous testing system | |
| AU5783899A (en) | Ligation assembly and detection of polynucleotides on solid-support | |
| EP0530998B1 (en) | Detection of complementary nucleotide sequences | |
| Vincent et al. | Synthesis of 8-(2-4 dinitrophenyl 2-6 aminohexyl) amino–adenosine 5′ triphosphate: biological properties and potential uses | |
| US4803297A (en) | Carbamic acid ester useful for preparing a nucleic acid probe |