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DNA是在生物系统中存储和传输遗传信息的分子。DNA纳米技术则是将DNA从其生物学背景中剔除，利用其信息来设计并组装结构图案，实现技术上的运用。如今，DNA纳米技术正越来越多的应用于各个领域之中。而蛋白质可以为这种DNA形成的结构添加更为复杂的功能，包括作为药物，增强亲和力，延长半衰期，输出信号等等。 使用DNA标记蛋白质可以简单直接地将蛋白质功能与DNA自组装结构相整合。已经报道了一些产生DNA-蛋白质连接物（DNA-protein conjugates）的方法，但这些方法主要是使用N-羟基琥珀酰亚胺基（NHS）和马来酰亚胺官能团作为双功能连接，而这些官能团会不可避免导致随机的蛋白质标记，产生混合产物，降低在DNA纳米结构中的蛋白质的产量并可能影响其功能性。 在本篇文章中，作者试图开发一种基于高亲和力的环状肽导向结合DNA模板的蛋白标记技术。本文重点测试了与人类免疫球蛋白IgG上的Fc结构域相结合的环状肽FC-III验证其方法的可行性。 这套肽导向的DNA模板标记主要原理为：利用FC-III肽对目标蛋白（Protein of interest, POI）的亲和力，引导其修饰的寡聚核苷酸（oligonucleotide，ODN）链与目标蛋白连接。之后，利用核苷酸的互补配对，肽导向的ODN链作为第二核苷酸链-即反应链的模板，将后者靶向到目标蛋白。反应链已经用能够发生生物正交反应的化学基团（示例中为苯甲醛）修饰过，在稀释条件（示例中为4μM）下，目标蛋白的Lys侧链与反应链上的化学基团空间上接近，增加局部浓度发生反应（还原胺化），避免了非模板的副反应。反应后，互补的ODN释放反应链，阴离子交换HPLC纯化破坏肽与目标蛋白的结合，得到所需的蛋白与DNA的连接物。 标记主要针对抗体的重链，仅会很少量地标记轻链，并且对Fc结合域具有75％的选择性，对抗体的抗原结合区影响轻微。他们在不同的底物蛋白和环肽链上测试了方法的适用性，以及多种温度和PH条件下的反应效率，并且还证明了标记可以在细胞裂解物存在下特异进行。 他们还进一步试验了对于DNA-Rituximab连接物，利用DNA纳米技术形成天然五聚体的类似物的能力。他们基于已报道的五角星形DNA结构模板进行设计，将五个DNA-蛋白质连接物组装成类似于IgM的五聚体。该结构使用nsTEM表征，显示出与天然IgM的相似性。 总之，本文报道了一种将DNA与各种蛋白质结合的新方法。该方法依赖于由蛋白质结合肽引导的DNA的模板反应。不是利用肽与抗体的共价连接，仅使用肽来引导连接反应。 原文作者：CY |
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