尿嘧啶-DNA糖基化酶(UDG)对DNA中尿嘧啶特异性识别和移除,属于尿嘧啶损伤修复蛋白,它通过识别DNA中的尿嘧啶并切断尿嘧啶与脱氧核糖之间的N-糖苷键来移除尿嘧啶(U)碱基,产生无碱基或无嘧啶(AP)位点,启动碱基切除修复路径,然后结合其他蛋白酶完成整个DNA损伤修复过程。它在碱基切除修复路径中具有重要的作用,可维持基因组完整性。鉴于以上分析,本文利用碱基切除修复的荧光生物传感方法对UDG活性进行灵敏、准确检测。本文共分为三章:第一章为绪论,概述了碱基切除的产生原因和机理、UDG的结构和功能、研究意义以及分析归纳了目前关于UDG活性的传统检测方法和新型生物传感检测方法,并指出检测方法中存在的问题。第二章构建了一种基于自引物自模板循环滚环扩增(Self-RRCA)策略用于UDG活性的灵敏和准确检测。首先,设计了含有一个U的不成熟的模板链,它与引物链部分互补,形成一个前体扩增子识别探针。经UDG和内切酶Ⅳ(endoⅣ)作用后,前体扩增子探针发生构象转变,进而形成一个RCA扩增子。然后RCA扩增子被用于触发RCA反应,经Nt.BbvCI切刻酶作用,新的扩增子被释放来触发下一轮RCA,这就构成了一个Self-RRCA。在这个方法中,设计的不成熟模板与引物在连接部分不完全互补,这可有效地避免非特异性连接,最终有效地避免非特异性扩增。相比线性RCA,Self-RRCA展现了更高的扩增效率。由于以上优势,本方法实现了 UDG的灵敏和准确检测,检测限低至5><10-5U mL-1。而且,这个方法用于筛选UDG抑制剂和分析HeLa细胞裂解液中的UDG活性。这个方法将会提供一种有前景的分析工具用于进一步的UDG生物研究和临床诊断。第三章构建了一种基于内源性酶触发的DNA walker用于胞内检测UDG活性。首先,金纳米颗粒上修饰有3’端标记荧光团FAM的且含有U碱基的底物链(SR)和DNAwalker链(DW)。由于荧光共振能量转移,金纳米颗粒将SR上荧光淬灭掉。其次,DW上有一部分与SR碱基互补,在目标物UDG作用下,尿嘧啶碱基被移除,产生AP位点。紧接着在AP内切酶(APE1)作用下,将AP位点切割,底物链被切断后荧光恢复。随后,DW继续与下一条SR杂交,产生增强的荧光信号。此策略中,首先,DNA walker的运行是由胞内内源性酶触发的,无需外加蛋白酶或其他任何物质,保证了 DNAwalker在胞内的正常运行。其次,由于金纳米颗粒上DNA局部浓度增大,可进一步促进酶切反应和底物链的卸载,这有利于DNA walker的快速反应和荧光释放,最后,由于DNA负载到金纳米颗粒上可有效避免胞内核酸酶对DNA链的降解。本文提出的这一策略将为胞内检测其他DNA修复酶提供一个重要的工具。