• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

远程结合位:一种灵活控制 DNA 杂交动力学的机制。

Remote toehold: a mechanism for flexible control of DNA hybridization kinetics.

机构信息

Department of Physics, Clarendon Laboratory, University of Oxford, Parks Road, Oxford OX1 3PU, United Kingdom.

出版信息

J Am Chem Soc. 2011 Feb 23;133(7):2177-82. doi: 10.1021/ja1073239. Epub 2011 Jan 26.

DOI:10.1021/ja1073239
PMID:21268641
Abstract

Hybridization of DNA strands can be used to build molecular devices, and control of the kinetics of DNA hybridization is a crucial element in the design and construction of functional and autonomous devices. Toehold-mediated strand displacement has proved to be a powerful mechanism that allows programmable control of DNA hybridization. So far, attempts to control hybridization kinetics have mainly focused on the length and binding strength of toehold sequences. Here we show that insertion of a spacer between the toehold and displacement domains provides additional control: modulation of the nature and length of the spacer can be used to control strand-displacement rates over at least 3 orders of magnitude. We apply this mechanism to operate displacement reactions in potentially useful kinetic regimes: the kinetic proofreading and concentration-robust regimes.

摘要

DNA 链的杂交可用于构建分子器件,而 DNA 杂交动力学的控制是设计和构建功能和自主器件的关键要素。引发链置换已被证明是一种强大的机制,可实现 DNA 杂交的可编程控制。到目前为止,控制杂交动力学的尝试主要集中在引发序列的长度和结合强度上。在这里,我们表明在引发和置换结构域之间插入间隔物可以提供额外的控制:通过调节间隔物的性质和长度,可以控制链置换速率,其范围至少跨越 3 个数量级。我们将该机制应用于在潜在有用的动力学范围内操作置换反应:动力学校验和浓度稳健范围。

相似文献

1
Remote toehold: a mechanism for flexible control of DNA hybridization kinetics.远程结合位:一种灵活控制 DNA 杂交动力学的机制。
J Am Chem Soc. 2011 Feb 23;133(7):2177-82. doi: 10.1021/ja1073239. Epub 2011 Jan 26.
2
Control of DNA strand displacement kinetics using toehold exchange.利用链置换反应控制 DNA 链位移动力学。
J Am Chem Soc. 2009 Dec 2;131(47):17303-14. doi: 10.1021/ja906987s.
3
DNA tetraplexes-based toehold activation for controllable DNA strand displacement reactions.基于 DNA 四链体的链置换反应的触发点激活用于可控 DNA 链置换反应。
J Am Chem Soc. 2013 Sep 18;135(37):13628-31. doi: 10.1021/ja406053b. Epub 2013 Sep 9.
4
Programmable energy landscapes for kinetic control of DNA strand displacement.可编程能量景观用于动力学控制 DNA 链置换。
Nat Commun. 2014 Nov 10;5:5324. doi: 10.1038/ncomms6324.
5
A binding-induced sutured toehold activation for controllable DNA strand displacement reactions.用于可控DNA链置换反应的结合诱导缝合式引发激活
Chem Commun (Camb). 2015 Feb 18;51(14):2903-6. doi: 10.1039/c4cc08816f.
6
Sequence and Temperature Influence on Kinetics of DNA Strand Displacement at Gold Electrode Surfaces.序列和温度对金电极表面DNA链置换动力学的影响
ACS Appl Mater Interfaces. 2015 Sep 16;7(36):19948-59. doi: 10.1021/acsami.5b04435. Epub 2015 Sep 2.
7
Kinetics of RNA and RNA:DNA Hybrid Strand Displacement.RNA 和 RNA:DNA 杂交链置换的动力学。
ACS Synth Biol. 2021 Nov 19;10(11):3066-3073. doi: 10.1021/acssynbio.1c00336. Epub 2021 Nov 9.
8
Toehold integrated molecular beacon system for a versatile non-enzymatic application.用于多功能非酶应用的适体整合分子信标系统。
Anal Bioanal Chem. 2018 Nov;410(28):7285-7293. doi: 10.1007/s00216-018-1340-z. Epub 2018 Sep 14.
9
Catalytic molecular logic devices by DNAzyme displacement.基于DNAzyme置换的催化分子逻辑器件
Chembiochem. 2014 May 5;15(7):950-4. doi: 10.1002/cbic.201400047. Epub 2014 Apr 1.
10
Regulation of DNA Strand Displacement Using an Allosteric DNA Toehold.使用变构DNA引发链对DNA链置换的调控
J Am Chem Soc. 2016 Oct 26;138(42):14076-14082. doi: 10.1021/jacs.6b08794. Epub 2016 Oct 13.

引用本文的文献

1
A structural reorganization-based catalytic hairpin assembly enabling small-molecule monitoring in living cells.一种基于结构重组的催化发夹组装技术,可实现对活细胞中小分子的监测。
Chem Sci. 2025 Aug 30. doi: 10.1039/d5sc04624f.
2
Design of mismatch closure for enhanced specificity in DNA strand displacement reactions.用于增强DNA链置换反应特异性的错配封闭设计。
Nucleic Acids Res. 2025 Jul 8;53(13). doi: 10.1093/nar/gkaf660.
3
Implementing complex nucleic acid circuits in living cells.在活细胞中实现复杂核酸电路
Sci Adv. 2025 May 2;11(18):eadv6512. doi: 10.1126/sciadv.adv6512. Epub 2025 Apr 30.
4
Tethered Catalytic Hairpin Assembly with Plasmon-Enhanced Fluorescence Readout for Single Molecule Detection.用于单分子检测的具有等离子体增强荧光读数的拴系催化发夹组装体
Small Methods. 2025 Aug;9(8):e2500037. doi: 10.1002/smtd.202500037. Epub 2025 Apr 10.
5
RNA folding kinetics control riboswitch sensitivity in vivo.RNA折叠动力学在体内控制核糖开关敏感性。
Nat Commun. 2025 Jan 22;16(1):953. doi: 10.1038/s41467-024-55601-3.
6
Predicting DNA Reactions with a Quantum Chemistry-Based Deep Learning Model.基于量子化学的深度学习模型预测 DNA 反应。
Adv Sci (Weinh). 2024 Nov;11(42):e2409880. doi: 10.1002/advs.202409880. Epub 2024 Sep 19.
7
Understanding the relationship between sequences and kinetics of DNA strand displacements.理解 DNA 链置换的序列和动力学关系。
Nucleic Acids Res. 2024 Sep 9;52(16):9407-9416. doi: 10.1093/nar/gkae652.
8
Fluorogenic Aptamer-Based Hybridization Chain Reaction for Signal-Amplified Imaging of Apurinic/Apyrimidinic Endonuclease 1 in Living Cells.基于荧光适体的杂交链式反应用于活细胞中脱嘌呤/脱嘧啶核酸内切酶 1 的信号放大成像
Biosensors (Basel). 2024 May 27;14(6):274. doi: 10.3390/bios14060274.
9
RNA folding kinetics control riboswitch sensitivity in vivo.RNA折叠动力学在体内控制核糖开关的敏感性。
bioRxiv. 2024 Mar 29:2024.03.29.587317. doi: 10.1101/2024.03.29.587317.
10
The motive forces in DNA-enabled nanomachinery.基于DNA的纳米机器中的驱动力。
iScience. 2024 Mar 8;27(4):109453. doi: 10.1016/j.isci.2024.109453. eCollection 2024 Apr 19.