浅谈2015年诺贝尔化学奖:DNA的损伤修复

DNA是生物体发挥功能的遗传基础,随时都承受着来自体内或体外环境的各种压力。这些压力可以使DNA的化学结构发生变化,即产生"DNA损伤";如果这些损伤不能被及时修复,会对生命体产生严重的后果。为了应对这样的挑战,细胞存在一系列的DNA损伤修复机制;这些机制的存在使得基因组在很长的时间内得以稳定维持。2015年度诺贝尔化学奖授予了托马斯·林达尔、保罗·莫德里奇以及阿齐兹·桑贾尔,以表彰他们在DNA损伤修复研究领域的杰出贡献。本文简述了DNA损伤修复机制研究的发展历程及其与人类健康密不可分的联系。     

基于在位光还原银胶法的表面增强拉曼散射技术检测核酸碱基

在环状有机物存在的条件下,Ag+经激光诱导可发生光还原反应,形成Ag原子聚集的银胶体.本研究通过拉曼散射光谱、紫外-可见光谱和扫描电镜证明,核酸碱基和Ag+混合溶液经过激光诱导可以生成银胶体颗粒.随着银胶体的生成,核酸碱基的拉曼光谱信号因为表面增强拉曼散射效应而得到明显增强.实验表明,本方法不但可以获得高信噪比的拉曼光...     

阳离子交换色谱法同时测定啤酒和鲱鱼精脱氧核糖核酸中的碱基和核苷

建立了测定啤酒和鲱鱼精DNA中的碱基和核苷的阳离子交换色谱法.采用强阳离子交换柱,以水(A)和稀H2SO4(B,pH 2)为流动相,梯度洗脱:0～15 min,0～50% B.6种核苷和碱基(次黄嘌呤、鸟苷、胞苷、胞嘧啶、鸟嘌呤和腺嘌呤)在18 min 内实现基线分离,UV检测波长为254 nm.实验表明,6种核苷和碱...     

咪唑离子液体键合硅胶固定相纯水洗脱分离碱基、酚类和药物化合物

采用N-甲基咪唑和氯丙基咪唑反应的方法制备得到了离子液体键合硅胶固定相,并利用该固定相中的咪唑环阳离子和被分析物之间存在的多重作用机理如疏水作用、静电吸引和排斥及氢键作用等,以纯水作为流动相,成功地分离了碱基(胞嘧啶、胸腺嘧啶、2-氨基嘧啶和6-氯鸟嘌呤)、酚类化合物(间氨基酚、间苯二酚和间硝基酚)以及3种药物化合物(盐酸吗啉呱、阿昔洛韦和头孢氨苄)。采用没有添加任何有机溶剂和缓冲液的纯水作流动相,既绿色环保,又节约经济,简单方便。对该固定相分离这些化合物的保留机理做了探讨。     

勘误

物理化学学报,2011,27(12),2799-2804,中文题目"Cu2+对腺嘧啶-胸腺嘧啶碱基对阴离子质子转移的影响",应该改为     

π堆积的腺嘌呤-胸腺嘧啶体系激发态电荷转移和无辐射失活的半经典动力学模拟

采用半经典电子-辐射-离子动力学(SERID)模型模拟了π堆积的腺嘌呤-胸腺嘧啶(A-T)体系激发态的光物理失活过程. 设置激光脉冲仅作用于T, 模拟发现电子由A转移到T, 形成(A⁺T^-)^*激基缔合物(exciplex). 当分子间距缩短至0.300 nm时, 由于轨道离域效应产生电荷重组, 体系恢复电中性; 当A分子的C4'－C5'扭曲程度最大时, 体系通过避免交叉点衰减至基态. Exciplex 的失活途径由分子间距离和A分子的变形程序两个因素决定. 由于A分子的C4'、C5'原子位阻较大, 难以达到失活所必需的强烈扭曲, 因此(A-T)^*的寿命比胸腺嘧啶堆积体系(T-T)^*显著增长.     

紫草素与胞嘧啶相互作用的理论研究

采用密度泛函理论的M06方法在6-311++G**基组水平下对紫草素-胞嘧啶复合物进行了结构优化,得到了14个稳定的紫草素-胞嘧啶复合物。我们还应用了分子中的原子(AIM)理论和自然键轨道(NBO)理论对这14个复合物中的氢键的性质和特征进行了分析。通过基组重叠误差(BSSE)校正后的相互作用能、成键临界点电荷密度、二阶稳定化能的计算和分析,发现复合物1的结构是最稳定的。     

准确快速计算含多肽酰胺和核酸碱基的氢键复合物的氢键强度和氢键作用势能曲线

N-H···O=C、C-H···O=C、N-H···N和C-H···N等氢键作用是蛋白质a-螺旋结构、b-折叠结构和DNA双螺旋结构形成的主要因素,在生物分子识别、蛋白质复制以及遗传信息传递等过程中起重要作用。准确快速计算生物体系中存在的N-H···O=C、C-H···O=C、N-H···N和C-H···N等氢键作用强度以及氢键强度随分子几何结构(距离和角度)变化的势能曲线对正确模拟(从而正确认识和理解)蛋白质折叠机制和DNA双螺旋结构形成机制等生物过程意义重大,对设计合成具有特殊功能的生物分子材料有重要指导价值。本文主要介绍了近年来建立的偶极-偶极氢键作用模型及其在快速预测多肽-多肽分子间和核酸碱基-多肽分子间氢键作用强度和氢键作用势能曲线方面的应用。     

乳腺组织中核酸的FTIR光谱分析

在物理因素和化学因素的影响下 ,乳腺组织中DNA分子结构发生改变而出现损伤 ,导致碱基结构的诱发变异。研究表明 ,FTIR光谱能够灵敏地反应这种结构变化。通过比较不同类型乳腺疾病组织的FTIR光谱、去卷积光谱和数据分析 ,可以看出正常组织、良性组织以及癌组织在蛋白质、核酸和糖含量方面的差异。通过对不同类型乳腺组织中核酸的提取 ,经FTIR光谱和去卷积光谱分析 ,进一步研究了核酸中碱基结构和含量 ,磷酸盐结构和含量之间的差异。结果表明 :癌变组织中胶原蛋白和核酸含量有明显增加 ,糖蛋白含量逐渐减少 (除粘液癌外 )。提取核酸后的光谱和光谱数据显示 :癌变组织中碱基环鸟嘌呤的氢键化程度增强 ;在自由基·OH攻击下 ,癌组织中碱基环腺嘌呤大多数是以氧化的 8 OH Ade形式而存在 ,由于CN振动增强 ,峰位移向高波数 ,磷酸盐含量增加 ,去卷积后 ,A1 0 80 A1 0 50 数据显示 ,从正常、良性到癌组织 ,PO-2 相对于C—O含量增大。从分子生物学、分子医学角度 ,为研究癌变机理提供重要依据     

低共熔溶剂——新型亲水作用色谱流动相改性剂

低共熔溶剂被用作亲水作用色谱流动相的新型改性剂。选用硅胶柱(150 mm×4.6 mm, 3 μm),以乙腈与低共熔溶剂(氯化胆碱-乙二醇(摩尔比为1:3))的混合溶液为流动相,考察了6个碱基与核苷的色谱分离效果,并讨论了低共熔溶剂在流动相中的比例及温度条件对分离的影响。结果表明,与传统的水相流动相条件相比,在加入低共熔溶剂改性后的流动相条件下,碱基与核苷分离效果得到明显的改善,尤其是胞嘧啶与胞苷能达到完全分离;同时,随着低共熔溶剂在乙腈中浓度的增加,6个碱基与核苷在色谱柱上的保留均有不同程度的减小,其中胞苷的保留减小最为显著;随着柱温的升高,碱基与核苷的保留同样有所减小。本文验证了低共熔溶剂作为亲水作用色谱流动相改性剂的可行性,可在一定程度上解决传统亲水作用色谱分离的困难。