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现货 | 3′-O-N3-dUTP作用机制解析:可逆终止核苷酸为何成为SBS测序核心底物?

2026/8/21 11:17:14 浏览量(27)
核苷酸类原料

3′-O-N3-dUTP


一、让DNA停下来,并不难

在DNA测序发展的早期,科学家很快意识到一个问题:如果聚合酶持续延伸 DNA链,测序系统就无法准确判断每一步究竟掺入了哪个碱基。

于是,一个简单而直接的思路诞生了:让DNA链在每次掺入后立即停止

Sanger测序所使用的ddNTP正是这一思想的经典代表。由于ddNTP缺乏3′-OH,一旦掺入即不可逆地终止延伸。然而,新的问题也随之出现:DNA虽然停下来了,却再也无法继续延伸。

对于需要数百次、数千次循环读取的高通量测序而言,单纯的“终止”远远不够。真正理想的状态应该是:

• 需要时能够精准终止

• 信号读取完成后能够温和恢复

• 恢复延伸后,不影响后续聚合,仍能保持天然DNA结构

于是,“可逆终止子(Reversible Terminator)”开始成为测序化学发展的重要方向。多种3′-OH封闭策略陆续被开发,包括3′-ONH₂、3′-O-Allyl(烯丙基)和 3′-O-Azidomethyl(叠氮甲基)等技术路线。


二、为什么是 3′-O-Azidomethyl?

对于可逆终止子而言,3′封闭基团需要同时满足几个苛刻的要求:能够有效阻断延伸、能够被温和条件去除、不影响聚合酶识别、去保护后无残留地恢复天然 DNA结构。然而,并非所有封闭基团都能兼顾聚合酶识别效率、终止效率、脱保护效率及后续延伸能力。

3′-O-Azidomethyl恰好在这些方面取得了良好的平衡:其叠氮甲基结构体积较小,对聚合酶的识别与掺入影响较小。同时,该保护基能够通过温和的还原条件被高效去除,恢复天然的3′-OH结构,不引入额外连接残基,从而顺利重新启动DNA链延伸。正因如此,3′-O-Azidomethyl已被广泛应用于商业化测序体系,成为可逆终止子设计中的经典方案之一。


三、3′-O-N3-dNTP 系列:经典可逆终止子成员

3′-O-N3-dUTP 2400931-67-9结构式

中文名:3ʹ-O-叠氮甲基三磷酸脱氧尿苷

英文名:3ʹ-O-Azidomethyl-dUTP

简  称:3ʹ-O-N3-dUTP

CAS号:2400931-67-9

分子式:C10H16N5O14P3

分子量:523.18

规  格:25 ul / 100 ul / 250 ul(支持定制包装)

形  态:水溶液

浓  度:100 mM

货  号:G09020005

为满足测序化学体系开发和核酸标记研究的高标准底物需求,金赛途推出了高品质、高纯度的 3′-O-叠氮甲基-dNTP系列产品。

该系列实现了A、C、G、T、U五种碱基的完整覆盖,便于在统一体系中开展方法开发与性能评估。

1. 3ʹ-O-Azidomethyl dATP(CAS: 1048021-78-8)

2. 3ʹ-O-Azidomethyl-dCTP(CAS: 1048021-94-8)

3. 3ʹ-O-Azidomethyl-dGTP(CAS: 1048022-06-5)

4. 3ʹ-O-Azidomethyl-dTTP(CAS: 1048021-85-7)

5. 3ʹ-O-Azidomethyl-dUTP(CAS: 2400931-67-9)


四、3′-O-N3-dUTP如何实现可逆终止?

3′-O-N3-dUTP最大的特点,在于其核糖3′位羟基被叠氮甲基暂时封闭。在聚合酶作用下,该核苷酸仍可被识别并掺入新生DNA链。但由于3′-OH被封闭,DNA链无法继续向下延伸。

此时:

1. 单个碱基完成掺入

2. 系统完成信号采集

3. 去除3′端封闭基团

4. 恢复天然3′-OH

5. 开启下一轮聚合反应

整个过程形成:

掺入 → 终止 → 检测 → 脱保护 → 再延伸

的循环机制。

研究表明,3′-O-Azidomethyl封闭基团可通过TCEP等温和还原条件去除,恢复天然DNA结构,为后续聚合反应提供延伸基础。与许多需要保留连接臂残基的修饰体系相比,该路线脱保护后无残留修饰,避免了在连续测序循环中逐步累积而影响反应效率。


五、3′-O-N3-dUTP的应用价值

1. NGS可逆终止测序

用于SBS测序体系开发,实现单碱基精确掺入和逐循环测序体系构建,为高通量测序提供底层化学支持。

2. 聚合酶兼容性研究

用于研究聚合酶对可逆终止核苷酸的识别、掺入和延伸能力,可作为新型测序酶开发的底物评估工具,典型用途涵盖:

• 聚合酶筛选

• 酶工程研究

• 底物兼容性评价

• 测序酶优化开发

帮助研发人员评估聚合酶对可逆终止核苷酸的识别和掺入能力。

3. 点击化学标记与探针设计

用于核酸后期修饰与标记,实现高选择性CuAAC反应和功能性探针高效开发,可用于核酸标记、探针构建及相关方法学研究。


六、为什么选择3′-O-N3-dUTP?

✅ 无痕还原,无修饰残留

去保护条件温和不伤链与酶,脱保护后不残留额外修饰结构,避免多轮循环中的修饰累积。

✅ 小分子封闭设计,提高聚合酶兼容性

叠氮甲基结构尺寸较小,有利于聚合酶识别与掺入,可作为高效的可逆终止底物参与测序反应。

✅ 特征性拉曼信号,降低背景干扰

叠氮基团在拉曼光谱中具有特征性信号峰,生物体系无内源性干扰,可实现低背景检测,适配SERS等非荧光测序方案。

✅ 系列齐全,配套供应

国产自研3′-O-N3-dNTP系列,覆盖不同碱基类型,支持现货供应与研发阶段的灵活选型。



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