Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/51801
Title: Dual-pyrene-labeled pyrrolidinyl peptide nucleic acid probes
Other Titles: พิร์โรลิดินิลเพปไทด์นิวคลีอิกแอซิดโพรบที่ติดฉลากไพรีนคู่
Authors: Nattapon Maneelun
Advisors: Tirayut Vilaivan
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Science
Advisor's Email: Tirayut.V@Chula.ac.th
Subjects: DNA
ดีเอ็นเอ
Issue Date: 2013
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: The main objective of this research is to design a new excimer-monomer switching fluorescence PNA probe for DNA sequence detection. Pyrrolidinyl peptide nucleic acid bearing an α,β-dipeptide backbone (acpcPNA) deriving from D-prolyl-2-aminocyclopetane carboxylic acid was synthesized and site-specifically labeled at the backbone with two pyrene units. In single stranded form, the dual pyrene-labeled acpcPNA probe folded itself to bury the pyrene labels from the hydrophilic aqueous environment, resulting in the excimer emission at 470 nm. After hybridization with target DNA, the PNADNA duplex formed and the pyrene labels were forced away from each other, resulting in the monomer emission at 380 nm. To evaluate the efficiency of dual pyrene-labeled acpcPNA probe, the switching ratio was introduced. This was defined as a ratio of the monomer to excimer emissions in the double strand [F380/F470(ds)] divided by the single strand [F380/F470(ss)] forms. The higher the switching ration, the more efficient is the probe. The switching ratios of ~5-30 were observed for all acpcPNA probes. The best ratio of ~30 was obtained in a homothymine sequence with the pyrenebutyl labels located 5-base apart of pyrenes. Lower switching ratios ~5–8 were observed with mix-base DNA sequences. Excellent discrimination between complementary and single mismatched DNA targets was achieved for all probes. The results showed that these dual pyrene-labeled acpcPNA probes are potentially useful for DNA sequence determination. An application of the probe in monitoring the DNA duplex invasion by acpcPNA was also demonstrated.
Other Abstract: ในงานวิจัยนี้มีจุดมุ่งหมายในการออกแบบพีเอ็นเอโพรบชนิดใหม่ที่สามารถเปลี่ยนการเรืองแสงจากเอกซิเมอร์เป็นมอนอเมอร์เพื่อใช้ในการตรวจสอบลำดับเบสของดีเอ็นเอ โดยได้สังเคราะห์พิร์โรลิดินิลเพปไทด์นิวคลีอิกแอซิดที่มีโครงสร้างหลักเป็น α,β-ไดเพปไทด์ (acpcPNA) และติดฉลากไพรีน 2 โมเลกุลเข้าที่โครงสร้างหลักในตำแหน่งที่จำเพาะเจาะจง ในสภาวะสายเดี่ยว acpcPNA โพรบที่ติดฉลากไพรีนคู่จะพับตัวเพื่อให้ส่วนของไพรีนหลีกหนีจากสิ่งแวดล้อมที่มีขั้วของสารละลาย ทำให้เกิดสัญญาณฟลูออเรสเซนส์ของไพรีนเอกซิเมอร์ที่ 470 นาโนเมตร เมื่อเกิดการเข้าคู่กับดีเอ็นเอเป้าหมาย ทำให้เกิดโมเลกุลเกลียวคู่ของพีเอ็นเอ ดีเอ็นเอ ทำให้ไพรีนทั้งสองถูกแยกออกจากกันส่งผลให้เกิดสัญญาณฟลูออเรสเซนส์ของไพรีนมอนอเมอร์ที่ 380 นาโนเมตร ค่าอัตราส่วนการสวิตซ์ได้ถูกนำเสนอเพื่อวัดประสิทธิภาพของ acpcPNA โพรบที่ติดฉลากไพรีนคู่ โดยสามารถหาค่านี้ได้จากอัตราส่วนมอนอเมอร์ต่อเอกซิเมอร์ของพีเอ็นเอที่เข้าคู่กับดีเอ็นเอ [F380/F470(ds)] หารกับอัตราส่วนดังกล่าวของพีเอ็นเอสายเดี่ยว [F380/F470(ss)] โพรบที่มีค่าอัตราส่วนการสวิตซ์มากแสดงว่ามีประสิทธิภาพมาก ซึ่งอัตราส่วนการสวิตซ์ของโพรบทั้งหมดที่สังเคราะห์ได้มีค่าอยู่ระหว่าง ~5-30 โดยค่าอัตราส่วนที่มากที่สุด ~30 เป็นของลำดับเบสไทมีนล้วนที่ติดฉลากด้วยไพรีนบิวทิลในระยะห่าง 5 เบส พีเอ็นเอลำดับเบสผสมจะให้อัตราส่วนที่ต่ำอยู่ในช่วง ~5-8 โดยโพรบเหล่านี้สามารถจำแนกความต่างแตกระหว่างดีเอ็นเอคู่สมกับดีเอ็นเอที่มีลำดับเบสผิดไป 1 ตำแหน่งได้อย่างดี ผลการทดลองแสดงว่าพิร์โรลิดินิลเพปไทด์นิวคลีอิกแอซิดโพรบที่ติดฉลากไพรีนคู่นี้มีศักยภาพในการตรวจลำดับเบสดีเอ็นเอได้ นอกจากนี้ยังได้นำไปประยุกต์ใช้เป็นโพรบในการติดตามการแทรกตัวของพีเอ็นเอเข้าไปในดีเอ็นเอสายคู่
Description: Thesis (M.Sc.)--Chulalongkorn University, 2013
Degree Name: Master of Science
Degree Level: Master's Degree
Degree Discipline: Chemistry
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/51801
URI: http://doi.org/10.14457/CU.the.2013.1681
metadata.dc.identifier.DOI: 10.14457/CU.the.2013.1681
Type: Thesis
Appears in Collections:Sci - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
nattapon_ma.pdf2.79 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.