核酸酶是工具酶中重要成員之一，基于工具酶( 如聚合酶、連接酶、限制性內(nèi)切酶、切割內(nèi)切酶、核酸外切酶、核糖核酸酶等) 輔助的信號放大技術(shù)，由于具有操作簡便、靈敏度和特異性高、反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)時間相對較短等優(yōu)點，近年來在生化分析方面的得到了迅速發(fā)展。尤其是利用核酸酶水解方式的差異性與納米技術(shù)、酶切循環(huán)效應(yīng)、核酸適配體技術(shù)、金屬離子穩(wěn)定的非沃森-克里克堿基配對系統(tǒng)、核酸熒光染料探針技術(shù)、電化學(xué)方法等相結(jié)合，發(fā)展的一系列核酸酶輔助的信號放大技術(shù)，已廣泛應(yīng)用于核酸、蛋白質(zhì)、離子和小分子等物質(zhì)的檢測。

核酸酶是在核酸分解的第一步中，作用于水解核苷酸之間的磷酸二酯鍵的一種蛋白質(zhì)。在高等動植物中, 作用于磷酸二酯鍵。不同來源的核酸酶，其專一性、作用方式都有所不同。有些核酸酶只能作用于RNA，稱為核糖核酸酶（RNase），有些核酸酶只能作用于DNA，稱為脫氧核糖核酸酶（DNase），有些核酸酶專一性較低，既能作用于RNA也能作用于DNA，因此統(tǒng)稱為核酸酶（nuclease）。根據(jù)核酸酶作用的位置不同，又可將核酸酶分為核酸外切酶（Exonuclease）和核酸內(nèi)切酶（Endonuclease）。

核酸酶的幾種原理圖。

核酸外切酶簡稱外切酶( Exonuclease) ，是一類從多核苷酸鏈的一端開始按序催化水解 3，5-磷酸二酯鍵，獲得單個的核苷酸為最終產(chǎn)物( DNA 為 d NMP，ＲNA 為 NMP) 的酶。根據(jù)其作用底物的特異性可將核酸外切酶分為單鏈的核酸外切酶和雙鏈的核酸外切酶，如大腸桿菌核酸外切酶Ⅰ( Exo Ⅰ) 和核酸外切酶Ⅶ( Exo Ⅶ) 屬于單鏈的核酸外切酶，而雙鏈的核酸外切酶則包括了大腸桿菌核酸外切酶Ⅲ( Exo Ⅲ) 、λ 噬菌體核酸外切酶( λ exo) 以及 T7 核酸外切酶( T7 exo) 等。核酸是組成生命體的最主要生物大分子之一，是細(xì)胞內(nèi)攜帶遺傳信息的物質(zhì)，它控制著蛋白質(zhì)的合成和有機(jī)體細(xì)胞的機(jī)能，在生物的生長、發(fā)育、繁殖、遺傳和變異等生命活動中，占有極其重要的地位。核酸序列中如果出現(xiàn)一個或幾個核苷酸的取代、缺失或插入等微小的改變，都將引起基因突變或多態(tài)性，導(dǎo)致遺傳病或其他疾病的出現(xiàn)。因此，對人體的血液、組織及體液等樣品中，特定基因序列和與遺傳疾病相關(guān)的單堿基突變的檢測分析，在分子生物學(xué)、疾病早期診斷與治療、發(fā)病機(jī)理研究以及藥物篩選等方面都具有重大意義。分子內(nèi)構(gòu)型變換型電化學(xué)適體傳感器的構(gòu)建主要是基于固定在電極表面的，核酸適體對目標(biāo)物的特異性識別，適體構(gòu)型發(fā)生改變，修飾在適體末端的電活性，分子接近或遠(yuǎn)離電極表面?；诤怂崦篙o助的信號放大策略主要有兩大類，一是序列依賴性的限制性內(nèi)切酶或切割內(nèi)切酶輔助的信號放大策略，另一類是無序列依賴性的核酸外切輔助的信號放大策略。從核酸酶輔助的信號放大策略的通用性來講，沒有序列依賴性的核酸外切酶，在探針設(shè)計和靶標(biāo)分析方面更加簡便易行，因而顯示了更廣的應(yīng)用前景。[1] 文立,徐鳳州,何曉曉,王柯敏,何定庚,卿太平,鄒振. 核酸外切酶輔助的信號放大策略在生化分析中的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 分析化學(xué),2015,(11):1620-1628.
[2] 高媛. 基于核酸外切酶Ⅲ輔助信號放大的HRP-mimicking DNAzyme催化化學(xué)發(fā)光體系檢測DNA[D].陜西師范大學(xué),2014.
[3] 包婷. 基于核酸外切酶信號放大的電化學(xué)核酸適體傳感器的構(gòu)建及其分析應(yīng)用[D].湖北大學(xué),2015.