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[[File:Aptamer biotin.png|thumb|與[[生物素]]結合的RNA適體的結構，黃色的是適體的表面與骨架，[[生物素]](圓形)與RNA表面的凹槽結合]]
'''適體'''  (源自拉丁文「aptus」表示”適合”的意思,和希臘文「meros」表示”部位”的意思)是指與特定的目標分子結合的[[寡核苷酸|寡聚核酸]]或是 [[肽]]鏈。適體常常從大量的隨機[[测序|序列]]被挑選出來，但自然的適體依舊存在如[[核糖开关]]中。適體可以用在學術研究亦可以當作大分子藥物應用在臨床診斷上。在適體的目標分子存在的情況下，適體能與[[核酶]]結合並進行自我剪切的動作，這些複合物能應用在研究、工業與臨床診斷上。

有高度專一性的適體能如下分類:
* [[脱氧核糖核酸|DNA]] or [[核糖核酸|RNA]] or {{link-en|核酸类似物|Nucleic acid analogue|XNA}}構成的適體(適體核酸);由寡核酸構成。
* [[肽|肽鏈]]構成的適體(適體肽鏈);由可變的多肽區域與蛋白質的兩端結合而成。

==適體核酸==
適體核酸是一種[[核酸]]經由多次的''體外[[選殖]]''，或是經由SELEX(systematic evolution of ligands by exponential enrichment [[SELEX|配體指數增強系統進化技術]])來與多種的目標分子，像小分子化合物、蛋白質、核酸，甚至細胞、組織與器官等等結合。適體常應用在[[生物技术|生物技術]]與治療等方面，因為它們能提供”對特定分子辨識”的這種特性，就如同也常被應用的[[抗体|抗體]](脊椎動物體內原本就有抗體產生)一般。適體能設計在試管中、能快速的利用化學方法合成、保留好保存的特性與在治療應用上抽出較少或無[[免疫原性]]。

在1990年, 兩所實驗室分別發展出了選殖技術: Gold實驗室採用''SELEX([[SELEX|配體指數增強系統進化技術]])''來選殖與T4[[DNA聚合酶]]結合的RNA [[配体 (生物化学)|配體]];Szostak實驗室則命名並採用''體外[[選殖]]''來選殖與許多有機染劑結合的RNA配體。 Szostak實驗室也給這些用''核酸為原料的配體''定義了適體(源自拉丁文''apto''為''適合''的意思)這個名詞。兩年之後,Szostak實驗室與另一[[吉利德科學|吉利德科學公司]]也分別著手研究 使用''體外選殖''計畫來分別演化與有機染料、與人類凝血因子、與凝血酶結合的單股DNA配體。RNA與DNA適體並沒有任何系統上的差異，相較於RNA，DNA適體依舊有比較高度的化學穩定性。

有趣的是，這種''體外''進行選殖的方法早在20多年前當[[索尔·斯皮格尔曼|索爾施皮格爾曼]]用{{link-en|Qbeta|Bacteriophage Qβ}}複製系統來演化自我複製的分子時已經實現了。<ref>{{cite journal|last=Mills|first=DR|coauthors=Peterson, RL; Spiegelman, S|title=An extracellular Darwinian experiment with a self-duplicating nucleic acid molecule.|journal=Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America|date=1967 Jul|volume=58|issue=1|pages=217–24|pmid=5231602}}</ref>  此外，當發表''體外選殖''與SELEX技術的前一年, [[傑拉德·喬伊斯|杰拉爾德·喬伊斯]] 已經用‘直接演化(directed evolution)’技術來改變核酸酵素剪切的活性了。

因為適體的發現，許多的研究學者已經採用適體選殖來進行許多的應用與研究。在2001年, Ellington實驗室將''體外選殖''在[[德克薩斯大學奧斯汀分校]], 與在{{link-en|SomaLogic|SomaLogic}}公司(Boulder, CO)進行自動化大幅地將實驗時間從6星期縮短到3天。

在生物學與生物技術方面，人工的設計核酸配體備受注目，自然界中的適體在2002年前尚未被發現，分別由 {{link-en|羅納德斷路器|Ronald Breaker}}領導與Evgeny Nudler領導的兩個研究團隊發現核酸為主的基因調控因子(又名[[核糖开关]])與人工製造的適體有相似的分子識別特性。此外，發現新的基因調控模式，顯示更多支持[[RNA世界学说]]的證據。

DNA與RNA構成的適體都對目標分子顯現出很強的親和力，<ref>{{cite journal|last=Neves|first=M.A.D.|coauthors=O. Reinstein, M.Saad, P.E. Johnson|title=Defining the secondary structural requirements of a cocaine-binding aptamer by a thermodynamic and mutation study|journal=Biophys Chem|year=2010|volume=153|pages=9–16|pmid=21035241|doi=10.1016/j.bpc.2010.09.009}}</ref><ref>{{cite journal|last=Baugh|first=C.|coauthors=D. Grate, C.Wilson|title=2.8 angstrom crystal structure of the malachite green aptamer.|journal=J. Mol. Biol.|year=2000|volume=301|pages=117–128|pmid=10926496|doi=10.1006/jmbi.2000.3951}}</ref><ref>{{cite journal|last=Dieckmann|first=T.|coauthors=E. Fujikawa, X. Xhao, J. Szostak, J. Feigon|title=Structural Investigations of RNA and DNA aptamers in Solution|journal=Journal of Cellular Biochemistry|year=1995|pages=56-56}}</ref> 而且DNA與RNA構成的適體已經發現某些有共同的目標分子，像是[[溶菌酶|溶酶體]],<ref>{{cite journal|last=Potty|first=A.|coauthors=K. Kourentzi, H. Fang, G. Jackson, X. Zhang, G. Legge, R. Willson|title=Biophysical Characterization of DNA Aptamer Interactions with Vascular Endothelial Growth Factor.|journal=Biopolymers|year=2009|volume=91|pages=145–156|pmid=19025993|doi=10.1002/bip.21097}}</ref> [[凝血酶]],<ref>{{cite journal|last=Long|first=S.|coauthors=M. Long, R. White, B. Sullenger|title=Crystal structure of an RNA aptamer bound to thrombin|journal=RNA|year=2008|volume=14|pages=2504–2512|pmid=18971322|issue=2}}</ref>愛滋病毒反式反應因子(human immunodeficiency virus trans-acting responsive element (HIV TAR)),<ref>{{cite journal|last=Darfeuille|first=F.|coauthors=S. Reigadas, J. Hansen, H. Orum, C. Di Primo, J. Toulme|title=Aptamers targeted to an RNA hairpin show improved specificity compared to that of complementary oligonucleotides.|journal=Biochemistry|year=2006|volume=45|pages=12076–12082|pmid=17002307|doi=10.1021/bi0606344}}</ref> [[高鐵血紅素]],<ref>{{cite journal|last=Liu|first=M.|coauthors=T. Kagahara, H. Abe, Y. Ito|title=Direct In Vitro Selection of Hemin-Binding DNA Aptamer with Peroxidase Activity|journal=Bulletin of the Chemical Society of Japan|year=2009|volume=82|pages=99–104}}</ref> [[干扰素伽玛|干擾素γ]],<ref>{{cite journal|last=Min|first=K.|coauthors=M. Cho, S. Han, Y. Shim, J. Ku, C. Ban|title=A simple and direct electrochemical detection of interferon-gamma using its RNA and DNA aptamers.|journal=Biosensors & Bioelectronics|year=2008|volume=23|pages=1819–1824|pmid=18406597|doi=10.1016/j.bios.2008.02.021}}</ref> [[血管内皮生长因子]] (VEGF),<ref>{{cite journal|last=Ng|first=E.W.M|coauthors=D.T. Shima, P. Calias, E.T. Cunningham, D.R. Guyer, A.P. Adamis|title=Pegaptanib, a targeted anti-VEGF aptamer for ocular vascular disease.|journal=Nature Reviews Drug Discovery|year=2006|volume=5|pages=123–132|pmid=16518379|doi=10.1038/nrd1955|issue=2}}</ref> [[前列腺特异抗原|前列腺抗體]] (PSA),<ref>{{cite journal|last=Savory|first=N.|coauthors=K. Abe, K. Sode, K. Ikebukuro|title=Selection of DNA aptamer against prostate specific antigen using a genetic algorithm and application to sensing.|journal=Biosensors & Bioelectronics|year=2010|volume=15|pages=1386-91|pmid= 20692149 |doi=10.1016/j.bios.2010.07.057}}</ref> <ref>{{cite journal|last=Jeong |first=S.|coauthors=S.R. Han, Y.J. Lee, S.W. Lee|title=Selection of RNA aptamers specific to active prostate-specific antigen.|journal=Biotechnology Letters|year=2010|volume=32|pages=379-85|pmid= 19943183 |doi=10.1007/s10529-009-0168-1}}</ref>and [[多巴胺]].<ref>{{cite journal|last=Walsh|first=R.|coauthors=M. DeRosa|title=Retention of function in the DNA homolog of the RNA dopamine aptamer.|journal=Biochemical and Biophysical Research Communications|year=2009|volume=388|pages=732–735|pmid=19699181|doi=10.1016/j.bbrc.2009.08.084}}</ref> 在目標分子是溶酶體、 HIV TAR、VEGF與多巴胺，DNA適體與RNA適體有很高的相似度，通常差在DNA是胸腺嘧啶而RNA是尿嘧啶取代;在目標分子是[[高鐵血紅素]], [[凝血酶]],與[[干扰素伽玛|干擾素γ]]的情況下, DNA適體與RNA適體從不相關的選殖系統選殖出，且有各自獨特的序列。並非所有DNA適體與RNA 適體相似顯現出DNA與RNA序列間相互功能的相似與差異，因此在功能與結構上還需更進一步的研究。

最近，{{link-en|聰明適體|smart aptamers}}與{{link-en|聰明配體|smart ligands}}的概念被引進， 在預先計算適體與目標分子的平衡(<math>K_{d}</math>)、速率  (<math>k_{off}</math>、常數<math>k_{on}</math>)與熱動能參數(ΔH, ΔS)的情況下選殖適體 {{link-en|毛細動力電泳|Kinetic capillary electrophoresis}}是用來選殖{{link-en|聰明適體|smart aptamers}}的一項技術，經過僅僅幾回的選殖動作就能成功選殖出所需的適體。

現在在應用適體方面的治療歸功於美國的[[美国食品药品监督管理局|食品藥物管理機構]] (FDA)核准第一個適體藥物用來治療[[黃斑部退化|老人黃斑部病變]] (AMD)稱為{{link-en|治斑劑|Macugen}}(Macugen)。此外，NeoVentures生技公司(http://www.neoventures{{dead link|date=2018年4月 |bot=InternetArchiveBot |fix-attempted=yes }}.) 已經成功的商業化第一個以適體為基礎用來分析穀物黴菌毒素(mycotoxins)的診斷平台。許多家公司紛紛開發適體與適體抗體來取代抗體。

未修飾的適體在血液中會馬上被清除，半生期從幾分鐘到幾小時不等，主要因為腎臟的[[核酸酶]]的降解與清除，結果造成適體與生俱來的低分子重。目前未修飾的適體主要應用在治療短暫停留的情況，如血液凝固;或是治療器官，像眼睛這種允許適體的局部傳送。這種快速分解的特性能應用在''體內''診療上，例如: 與粘蛋白(tenascin)結合的適體藉由{{link-en|先靈公司|Schering AG}}應用在癌症治療方面。 許多修飾方法，如 2'端氟取代的[[嘧啶]]、[[聚乙二醇]] (PEG)連結等等(兩者皆用在{{link-en|治斑劑|Macugen}}(Macugen)方面，與FDA認可的適體)，科學家皆可獲並且能增加適體的[[半衰期|半生期]]到''天''或者''週''的程度。
另外一種增加適體抗核酸酵素的方法是發展{{link-en|Spiegelmer|Spiegelmer}}(完全以非天然的L形式核酸骨架構成)，相同序列的spiegelmer與相對應的RNA適體有相同的結合特性，除了與目標分子的鏡像異構物結合。

除了發展適體治療技術之外，許多研究學者像是Ellington實驗室與SomaLogic公司(Boulder, CO)已經發展出藉由適體來描繪血漿蛋白的技術稱為[[適體血漿蛋白]]診療科技。此項科技將來能夠運用在多生物標記蛋白來幫助診斷生病-健康的狀態區別。人體學上的適體應用在HER2與EGFR膜蛋白，且已經被證明能應用在病理學上，藉由急速冷凍的組織來研究內部調控。<ref name=pmid21217521>{{cite journal |author= Gupta S, Thirstrup D, Jarvis TC, Schneider DJ, Wilcox SK, Carter J, Zhang C, Gelinas A, Weiss A, Janjic N, Baird GS. |title=Rapid Histochemistry Using Slow Off-rate Modified Aptamers With Anionic Competition.  |journal=Applied Immunohistochemistry & Molecular Morphology |volume=19 |issue=1 |pages=Epub ahead of print |pmid=21217521 |doi=10.1097/PAI.0b013e3182008c29 |date=Jan 2011}}</ref>

藉由收集從''體外選殖''與SELEX科技操作出來的數據，Ellington實驗室已經發展出[[適體數據庫]]整合了全部已經發表的實驗數據。能由以下網址搜尋 http://aptamer.icmb.utexas.edu/ {{Wayback|url=http://aptamer.icmb.utexas.edu/ |date=20070401155603 }}.

更多关于适配子对手性多肽的检测 可以阅读 http://nanopore.weebly.com/ {{Wayback|url=http://nanopore.weebly.com/ |date=20150709180732 }}

==適體肽鏈==
適體肽鏈是一種蛋白質被設計用來干擾、阻斷其他在細胞中蛋白質的[[蛋白質交互作用]]，適體肽鏈由可變度高的多肽環接在protamersein骨架的兩端上。這種雙重構造限制大大的增加結合時的親和力，與抗體的結合力可相比擬(奈米分子程度)。

多肽環的長度大概有10到20個[[氨基酸|胺基酸]]，骨架由好的[[溶解性|溶解度]]與[[緊密度]]特性的蛋白質構成。現在，[[蛋白质|細菌蛋白]] {{link-en|硫氧還原蛋白|Thioredoxin}}-A是最常用的骨架蛋白，多肽環插進骨架蛋白的還原活性位(野生種的蛋白中是-Cys-Gly-Pro-Cys-環)兩個[[半胱氨酸]]側鏈能夠形成雙硫鍵。

適體肽鏈能用別種系統來進行選殖，現今最常用的是[[酵母|酵母菌]] [[酵母菌雙雜合系統|雙雜交技術]].

配體調控的適體肽鏈(Ligand Regulated Peptide Aptamers (LiRPAs))選殖技術已經被實現。藉由使用[[蛋白三聚體|三聚]] FKBP-雷帕黴素-FRB結構與隨機的多肽和目標分子間的交互作用，且運用[[雷帕霉素|雷帕黴素]]或非免疫抑制相似物來調控，進而從[[支架蛋白質|骨架蛋白]]上取代7個胺基酸肽鏈。
另外可以從肽鏈合併後的集合中選殖出適體肽鏈藉由[[噬菌体展示技术|噬菌體表現]] 與其他的表面表現技術像是{{link-en|mRNA表現|mRNA display}}、{{link-en|核酸表現|ribosome display}}、 {{link-en|細菌表現|bacterial display}}與{{link-en|酵母菌表現|yeast display}}，這些實驗程序也被稱為{{link-en|生物掏洗|biopanning}}。從生物掏洗得到的肽鏈中，{{link-en|模擬表位|mimotope}}可以被視為一種適體肽鏈。這些從肽鏈合併後的集合中掏選出的肽鏈已被儲存在特定的資料庫稱為{{link-en|MimoDB|MimoDB}}中。<ref>{{cite journal|last=Huang|first=J|coauthors=Ru, B, Zhu, P, Nie, F, Yang, J, Wang, X, Dai, P, Lin, H, Guo, FB, Rao, N|title=MimoDB 2.0: a mimotope database and beyond.|journal=Nucleic Acids Research|date=2011-11-03|pmid=22053087|doi=10.1093/nar/gkr922|volume=40|issue=1|pages=D271–7|pmc=3245166}}</ref> 可以從以下網站中獲得(https://web.archive.org/web/20121116054757/http://immunet.cn/mimodb/.)

==適體促發現生物標記技術(AptaBiD)==
適體促發現生物標記技術(AptaBiD或Aptamer-Facilitated Biomarker Discovery)是一項應用在發現[[生物标记|生物標記]]的技術。<ref name=pmid18558676>{{cite journal |author=Berezovski MV, Lechmann M, Musheev MU, Mak TW, Krylov SN |title=Aptamer-facilitated biomarker discovery (AptaBiD) |journal=J Am Chem Soc. |volume=130 |issue=28 |pages=9137–43 |pmid=18558676 |doi=10.1021/ja801951p |date=Jul 2008}}</ref>適體促發現生物標記技術用使用多回的製造適體或者製造適體堆來與細胞上不同的分子標
記物結合並能促進偵測生物標記。主要分為三個階段: (i)多回的選殖結合目標細胞生物標記的適體; (ii) 藉由適體從目標細胞上分離生物標記; (iii) 應用[[质谱法|質譜儀]]來辨別生物標記。適體促發現生物標記技術的主要特點是製造合成的親和探針(適體)同時發現生物標記。在適體促發現生物標記技術中, 適體被設計與細胞表面的生物標記的原本狀態與構型結合。除了促進辨識生物標記，這些適體還能直接''在體內''用來分離細胞、顯現細胞、追蹤細胞，甚至還能被用來調整細胞受體與配送不同抗原(例如:[[小分子干扰核糖核酸|siRNA]]與藥物)
進細胞的活性。
==來源==
{{reflist}}

==延伸閱讀==
{{refbegin}}
*{{cite journal |author=Ellington AD, Szostak JW |title=In vitro selection of RNA molecules that bind specific ligands |journal=Nature |volume=346 |issue=6287 |pages=818–22 |pmid=1697402 |doi=10.1038/346818a0 |date=Aug 1990}}
*{{cite journal |author=Bock LC, Griffin LC, Latham JA, Vermaas EH, Toole JJ |title=Selection of single-stranded DNA molecules that bind and inhibit human thrombin |journal=Nature |volume=355 |issue=6360 |pages=564–6 |pmid=1741036 |doi=10.1038/355564a0 |date=Feb 1992}}
*{{cite journal |author=Hoppe-Seyler F, Butz K |title=Peptide aptamers: powerful new tools for molecular medicine |journal=J Mol Med. |volume=78 |issue=8 |pages=426–30 |year=2000 |pmid=11097111 |url=http://link.springer.de/link/service/journals/00109/bibs/0078008/00780426.htm |doi=10.1007/s001090000140}}
*{{cite journal |author=Carothers JM, Oestreich SC, Davis JH, Szostak JW |title=Informational complexity and functional activity of RNA structures |journal=J Am Chem Soc. |volume=126 |issue=16 |pages=5130–7 |pmid=15099096 |doi=10.1021/ja031504a |date=Apr 2004}}
*{{cite journal |author=Cohen BA, Colas P, Brent R |title=An artificial cell-cycle inhibitor isolated from a combinatorial library |journal=Proc Natl Acad Sci USA. |volume=95 |issue=24 |pages=14272–7 |pmid=9826690 |pmc=24363 |url=http://www.pnas.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=9826690 |doi=10.1073/pnas.95.24.14272 |date=Nov 1998 |access-date=2013-07-01 |archive-date=2019-09-24 |archive-url=https://web.archive.org/web/20190924191524/https://www.pnas.org/content/95/24/14272.long }}
*{{cite journal |author=Binkowski BF, Miller RA, Belshaw PJ |title=Ligand-regulated peptides: a general approach for modulating protein-peptide interactions with small molecules |journal=Chem Biol. |volume=12 |issue=7 |pages=847–55 |pmid=16039531 |doi=10.1016/j.chembiol.2005.05.021 |date=Jul 2005}}
*{{cite journal |author=Sullenger BA, Gilboa E |title=Emerging clinical applications of RNA |journal=Nature |volume=418 |issue=6894 |pages=252–8 |pmid=12110902 |doi=10.1038/418252a |date=Jul 2002}}
*{{cite journal |author=Ng EW, Shima DT, Calias P, Cunningham ET, Guyer DR, Adamis AP |title=Pegaptanib, a targeted anti-VEGF aptamer for ocular vascular disease |journal=Nat Rev Drug Discov |volume=5 |issue=2 |pages=123–32 |pmid=16518379 |doi=10.1038/nrd1955 |date=Feb 2006}}
*{{cite journal |author=Drabovich AP, Berezovski M, Okhonin V, Krylov SN |title=Selection of smart aptamers by methods of kinetic capillary electrophoresis |journal=Anal Chem. |volume=78 |issue=9 |pages=3171–8 |pmid=16643010 |doi=10.1021/ac060144h |date=May 2006}}
*{{cite journal |author=Cho EJ, Lee JW, Ellington, AD |title=Applications of Aptamers as Sensors |journal=Annual Review of Analytical Chemistry |volume=2 |issue=1 |pages=241–64 |year=2009 |pmid=20636061 |url=http://arjournals.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev.anchem.1.031207.112851 |doi=10.1146/annurev.anchem.1.031207.112851 |access-date=2013-07-01 |archive-date=2019-09-24 |archive-url=https://web.archive.org/web/20190924191527/https://www.annualreviews.org/doi/abs/10.1146/annurev.anchem.1.031207.112851 }}
{{refend}}

==相關連結==
* [http://nanopore.weebly.com Aptamer biosensor group] {{Wayback|url=http://nanopore.weebly.com/ |date=20150709180732 }}
* [https://web.archive.org/web/20101212030131/http://aptamer.freebase.com/ Aptamer Base]
* [https://web.archive.org/web/20121116054757/http://immunet.cn/mimodb/ The MimoDB database]

[[Category:核酸]]
[[Category:肽]]
[[Category:生物技術]]
[[Category:醫學研究]]