Die Proteinkinase A (PKA) spielt eine wichtige Rolle in verschiedenen biologischen Prozessen, indem sie Zellsignale, Zellproliferation, Differenzierung und Apoptose reguliert. Daher ist die Überwachung und Hemmung der PKA-Aktivität in der medizinischen Diagnostik und Wirkstoffforschung von großer Bedeutung. In diesem Artikel wird eine elektrochemische Sensorsystemplattform basierend auf DNA-Barcodes (DNA barcode) und der Signalverstärkungsstrategie der Rolling Circle Amplification (RCA) zur Analyse der PKA-Aktivität und zum Screening von Inhibitoren entwickelt. Als Elektrodmodifikationsmaterial wird ein Verbund aus goldnanokäfigen/Disulfid-Molybdän (AuNCs/MoS₂) verwendet. Peptidsubstratketten werden durch Au–S-Bindungen selbstständig auf der modifizierten Elektrode (AuNCs/MoS₂/GCE) immobilisiert. Unter der Induktion von PKA erfolgt eine Endphosphorylierung, die zu einer hochspezifischen Bindung mit DNA-barcodierten Goldnanopartikeln (DNA barcode-AuNPs) führt. Unter Wirkung der T4-DNA-Ligase hybridisieren die DNA-Stränge der DNA barcode-AuNPs mit zirkulären Matrizen-DNA-Strängen und bilden eine Schlaufensonde. Durch Zugabe von phi29-DNA-Polymerase und dNTP wird eine RCA-Reaktion induziert. Das RCA-Produkt bildet zusammen mit Häm (Hemin) ein G-Quadruplex-Hemin-Katalyseaktivitäts-analogen Enzym, das eine elektrochemische Signalverstärkung und die Analyse der PKA-Aktivität ermöglicht. Der lineare Ansprechbereich dieser elektrochemischen Sensorplattform für die PKA-Aktivitätsanalyse liegt bei 0,005~100 U/mL, die Nachweisgrenze (LOD) beträgt 1 mU/mL. Diese Methode kann zur Hemmstoff-Screening und zur Analyse der PKA-Aktivität in Lysaten von menschlichen Brustkrebszellen (MCF-7) und Leberkrebszellen (HepG-2) verwendet werden und bietet eine neue Methode zur Analyse der Kinaseaktivität.

DNA-Barcode;Rollierende Kreisamplifikation;Proteinkinase;Phosphorylierung;elektrochemischer Sensor