胞嘧啶脱氨基化酶APOBEC3家族及其与核酸复合物结构研究进展

载脂蛋白B mRNA催化编辑蛋白APOBEC3（简称为A3）是细胞内逆转录转座子防御系统中一类家族蛋白，它通过对底物单链DNA和RNA中胞嘧啶的脱氨基化在人类的健康和疾病中发挥多种多样的作用.部分人源A3家族蛋白通过对病毒基因组中的胞嘧啶脱氨基化产生尿嘧啶，使逆转录病毒人类免疫缺陷病毒（HIV-1）基因组发生G→A碱基突变，致使HIV-1基因组不能执行正常的功能而抑制HIV-1病毒复制.作为反保护措施，HIV-1病毒利用自身的Vif蛋白（viral infectivity factor）结合人源A3蛋白，通过泛素化标记使A3蛋白降解，从而保证病毒感染.为更好理解A3蛋白催化胞嘧啶脱氨基化机制及抗病毒机制，综述了A3家族蛋白结构、它们对DNA或者RNA进行脱氨基化反应特点和它们与核酸复合物结构的研究进展，对A3家族蛋白参与脱氨基化反应的关键残基如何与核酸碱基相互作用等作了简单概括，相互作用的共同特征进行简要总结，对后期如何利用冷冻电镜技术开展全长A3蛋白相关工作做了展望.本文也部分讨论了A3蛋白如何与Vif相互作用，因此本综述对针对这些相互作用合理设计抗病毒药物有一定帮助.     

胞嘧啶核苷在纳米银膜上的NIR-SERS光谱检测

采用一种高活性的纳米银膜作为表面增强拉曼散射(SERS)基底,以近红外激光(785nm)作为激发光源,对胞嘧啶核苷(胞苷)水溶液(10-2~10-8 mol·L-1)进行了近红外表面增强拉曼散射(NIR-SERS)光谱检测。实验结果表明,当胞苷水溶液浓度等于或低于10-7 mol·L-1时,可在300~2 000cm-1范围内获得信噪比较好的NIR-SERS光谱。将胞苷水溶液(10-2~10-5 mol·L-1)分别滴在10片不同的纳米银薄膜上进行检测,结果表明该纳米银膜体现出了较好的光谱重现性。通过对纳米银膜表面形貌进行表征发现聚乙烯醇(PVA)包覆的纳米银颗粒在铝片表面形成"草状"结构。并通过对吸附了胞苷分子的纳米银膜进行紫外-可见光反射光谱检测,发现在800nm处出现等离子共振峰。因此采用785nm的近红外激光作为激发光时,该体系能够体现出强烈的表面等离子共振(surface plasmon resonance,SPR)特性。同时采用DFTB3LYP/6-311G对胞苷分子进行了拉曼光谱计算,计算所采用入射光波长为785nm,通过计算结果与实验测得的胞苷固体的拉曼光谱对比发现在300~2 000cm-1范围内两者匹配得较好,进而对其振动进行了归属。最后通过比较胞苷的拉曼光谱和NIR-SERS光谱对胞苷分子在纳米银膜上的可能吸附方式进行了分析。分析结果表明胞苷分子主要为其核糖部分吸附纳米银颗粒上,同时该分子的17NH2基团可能靠近局域电磁场增强区域。     

Formation and dissociation of protonated cytosine–cytosine base pairs in i-motifs by ab initio quantum chemical calculations

Formation and dissociation mechanisms of C-C＋ base pairs in acidic and alkaline environments are investigated, employing ab initio quantum chemical calculations. Our calculations suggest that, in an acidic environment, a cytosine monomer is first protonated and then dimerized with an unprotonated cytosine monomer to form a C-C＋ base pair; in an alkaline environment, a protonated cytosine dimer is first unprotonated and then dissociated into two cytosine monomers. In addition, the force for detaching a C-C＋ base pair was found to be inversely proportional to the distance between the two cytosine monomers. These results provide a microscopic mechanism to qualitatively explain the experimentally observed reversible formation and dissociation of i-motifs.     

儿茶素-胞嘧啶分子间相互作用的密度泛函研究

采用密度泛函理论的B3LYP方法,在6-31+G*基组水平上研究了儿茶素-胞嘧啶分子间相互作用机制,得到稳定的儿茶素-胞嘧啶复合物11个.计算结果表明氢键对于复合物的稳定性起着重要的作用,并且当复合物形成2个或更多的氢键时,氢键的类型及强度共同决定着复合物的稳定性.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11种复合物中氢键的性质和特征进行了分析.通过研究发现,所有的氢键复合物进行基组重叠误差(BSSE)校正后的相互作用能为-17.35～-43.27kJ/mol,相互作用能主要由氢键所贡献.振动分析显示,氢键的形成使相对应键的对称伸缩振动频率减小,说明这些复合物中形成的氢键都是正常的红移型氢键,与实验结果相一致.     

木犀草素与胞嘧啶相互作用的理论研究

采用密度泛函理论中的B3LYP方法,在6-31＋G＊基组水平上对木犀草素、胞嘧啶、木犀草素-胞嘧啶复合物进行结构优化和振动频率分析,得到了12种稳定复合物.并应用分子中的原子理论（AIM）分析、自然键轨道（NBO）理论分析得到复合物氢键性质和特征.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...     

5-氟胞嘧啶气相及水助质子转移异构化的理论研究

采用密度泛函B3LYP/6-311G**方法,对6种5-氟胞嘧啶异构体孤立分子的稳定性及质子转移引起的酮式-烯醇式、氨基式-亚胺式互变异构反应机理进行了计算研究,获得了零点能、吉布斯自由能及质子转移过程的反应焓、活化能、活化吉布斯自由能和速率常数等参数.计算结果表明,气相中烯醇-氨基式FC4是最稳定的异构体.分子内质子转移设计了FC1→FC2和FC1→FC6两条通道,分别标记为P(1)和P(2),各通道速控步骤的活化能和速率常数分别为155.9 kJ·mol-1,4.70×10-15 s-1和173.1 kJ·mol-1,1.41×10-18 s-1.水助催化时,相应通道P(3) 和P(4) 速控步骤的活化能和速率常数分别为51.0 kJ·mol-1,1.41×103 s-1和88.2 kJ·mol-1,4.53×10-3 s-1.可见,水分子的加入极大地降低了质子转移的活化能垒.另外发现,水分子参与形成协同的双质子转移机理比水助单质子转移机理更利于降低活化能垒.     

DNA修饰碱基5-甲基胞嘧啶和8-羟基鸟嘌呤的毛细管气相色谱分析及质谱鉴定

 探索了GC/FID定量分析DNA修饰碱基 5 甲基胞嘧啶和 8 羟基鸟嘌呤的实验条件 ,用GC/MS鉴定各有关成分。结果表明 ,DNA水解物中不同成分可被成功地衍生和分离 ;5 甲基胞嘧啶和 8 羟基鸟嘌呤的相对摩尔反应因子分别为 3 0和 1 3;灵敏度分别为 5 50× 1 0 9mV·s/ g和 7 59× 1 0 1 0 mV·s/ g ;检测限可分别达 36 4pg/s和 1 5 8pg/s ;整个分析流程的相对标准偏差小于 2 0 %。     

胞嘧啶水溶液体系辐解的瞬态产物研究

Using the ns pulse radolysis, we studied the characteristic absorption spectrum and kinetic decay of cytosine anion radical (Cyt-). Results showed that the characteristic absorption of Cyt- was located at λ=355±5 nm, and decayed following the first order kinetics with τ1/2=265 ns at pH=7.0. The decay became slower and τ1/2 rapidly rised with the increment of pH value, Cyt- protonated at C6 in acidic solution, and the characteristic absorption was located at λ=310±5 nm, and decayed following the second order kinetics: Cyt- protonated at N3 in aqueous solution of pH≥7, and the characteristic absorption was located at λ=295±5 nm, and decayed following the second order kinetics.     

镧系离子核磁共振探针法在分子构象研究中的应用:三种核苷酸分子在不溶液中的构象分析

本文应用镧系离子作为核磁共振探针的方法, 研究了5'CMP,5-AMP以及5-IMP三种核苷酸在酸性水溶液中的构象分布, 将实验测得的'HNMR谱的镧系诱导假接触位移, 纵向弛豫速率增强以及邻位自旋耦合常数等数据用计算机进行分析处理, 结果表明, 核苷酸分子在水溶液中的构象以一组构象异构体平衡共存, 与晶态相比,分子中绕单键旋转的二面角以及戊糖环的折叠形式均有一定的变化但, 碱基仍以稳定的反式存在。     

示差脉冲极谱研究 VI.胞嘧啶在滴汞电极上的极谱电流

本文对胞嘧啶在滴汞电极上的示差脉冲极谱波的性质进行了研究,探讨了电极反应过程,推导了相应的脉冲极谱电流方程式,理论与实验结果完全相符。