化学标记与探针技术在分子生物学中的应用

第1章绪论1

1.1探针与标记1

1.2探针的分类及其检测技术2

1.3芯片技术3

1.4基于探针技术的单细胞和单分子检测3

参考文献5

第2章蛋白质与核酸的荧光标记6

2.1基本原理6

2.1.1荧光的产生6

2.1.2荧光探针的一些重要参数7

2.1.3分子结构与荧光的关系8

2.1.4细胞内常见的内源性荧光分子9

2.1.5荧光探针9

2.2蛋白质的荧光标记10

2.2.1通过化学反应进行标记10

2.2.2蛋白质的特异性标记方法16

2.2.3抗体的标记25

2.3核酸的荧光标记25

2.3.1寡核苷酸的标记26

2.3.2核酸的标记32

2.3.3通过生物素?亲合素系统进行特异性标记33

2.3.4核酸荧光探针的应用33

参考文献38

第3章小分子荧光探针39

3.1用于检测阳离子的小分子荧光探针39

3.1.1金属离子荧光探针的基本结构39

3.1.2检测钾离子和钠离子的荧光探针41

3.1.3检测钙离子的荧光探针43

3.1.4检测镁离子的荧光探针45

3.1.5检测锌离子的荧光探针49

3.2用于检测pH的小分子荧光探针53

3.3用于检测阴离子的小分子荧光探针55

3.4用于检测自由基的小分子荧光探针58

3.4.1检测活性氧的荧光探针59

3.4.2检测活性氮的荧光探针65

3.5用于测定酶活性的小分子荧光探针68

参考文献68

第4章绿色荧光蛋白及其类似物71

4.1绿色荧光蛋白的化学结构71

4.1.1一级结构及发光原理71

4.1.2三维结构72

4.2绿色荧光蛋白的性质73

4.2.1GFP的光谱特性73

4.2.2GFP和它的突变体73

4.2.3双光子激发75

4.2.4GFP的稳定性75

4.2.5GFP的改进75

4.3绿色荧光蛋白在分子生物学中的应用76

4.3.1作为报告基因的应用76

4.3.2作为融合标签的应用77

4.3.3作为生物传感器的应用78

4.4绿色荧光蛋白类似物87

4.4.1来自珊瑚虫的荧光蛋白DsRed87

4.4.2来自海洋中三色紫罗兰的荧光蛋白89

4.4.3来自地中海海葵中的荧光蛋白89

参考文献90

第5章量子点荧光探针94

5.1量子点荧光探针的化学性质94

5.2量子点荧光探针的光学性质97

5.3量子点荧光探针在生物学中的应用99

5.3.1量子点荧光探针用于细胞成像100

5.3.2量子点荧光探针用于体内成像101

5.3.3量子点荧光探针用于荧光免疫分析103

5.3.4量子点荧光探针在FRET研究中的应用104

5.4量子点荧光探针的毒性106

参考文献106

第6章同位素标记109

6.1放射性同位素的一些基本概念和检测技术109

6.1.1放射性活度及其度量单位109

6.1.2放射性同位素的半衰期109

6.1.3放射性的测量111

6.2放射性同位素标记的氨基酸探针和蛋白质探针111

6.2.1氨基酸的放射性同位素标记112

6.2.2蛋白质和多肽的放射性同位素标记112

6.2.3用标记转移技术研究蛋白质?蛋白质相互作用112

6.3放射性同位素标记的核酸探针114

6.3.1放射性同位素标记的DNA探针和RNA探针114

6.3.2放射性同位素标记的寡核苷酸探针115

6.4放射性同位素标记的小分子探针115

6.4.1放射性同位素标记的底物在酶结构研究中的应用115

6.4.2放射性同位素标记的底物在酶活性检测中的应用116

6.4.3放射性同位素标记的小分子探针在生物学和医学领域中的应用117

6.4.4放射性同位素标记的配体和药物在正电子发射断层显像技术中的

应用118

6.5稳定性同位素标记技术在蛋白质组学定量分析中的应用120

6.5.1代谢标记方法120

6.5.2提取后标记方法121

6.5.3反转标记方法122

参考文献123

第7章自旋标记125

7.1基本原理125

7.2蛋白质和肽的自旋标记126

7.2.1标记方法126

7.2.2自旋标记法用于研究蛋白质的结构及动力学126

7.2.3自旋标记法用于研究蛋白质?核酸的相互作用131

7.2.4自旋标记法用于研究蛋白质?蛋白质的相互作用134

7.3糖和糖苷的自旋标记135

7.4脂质的自旋标记135

7.4.1脂质的自旋标记方法135

7.4.2自旋标记的脂质在生物膜结构研究中的应用136

7.4.3自旋标记的脂质在脂质?蛋白质、蛋白质?蛋白质相互作用研究中的

应用136

参考文献139

　　本书内容包括蛋白质与核酸的荧光标记、小分子荧光探针、绿色荧光蛋白及其类似物、量子点荧光探针、同位素标记、自旋标记等。化学标记和分子探针的应用领域发展非常迅速，内容极为丰富，但作为介绍化学学科发展及应用的丛书之一，本书在内容安排上采取了少而精的原则，在取材方面力求新颖性和前沿性。　　本书是《化学前沿应用丛书》分册之一。着重介绍了荧光标记、同位素标记、自旋标记等技术的基本原理及其在分子生物学中的应用，内容涉及各种荧光标记物、同位素标记物、氮氧自由基自旋标记物的结构、理化性质、化学合成、标记方法和应用等，同时还评述了上述各领域的最新研究进展情况和发展趋势。