三链DNA dA_(10)·2dT_(10)与溴乙锭相互作用的研究

本文报道了双螺旋dA_(10)·dT_(10)和三螺旋dA_(10)·2dT_(10)的合成以及在适当的缓冲溶液中,双螺旋和三螺旋DNA的形成条件、稳定性以及与溴乙锭——一种常见的双螺旋DNA嵌入剂间的相互作用。荧光光谱研究表明溴乙锭能作为一种有效检测三链DNA形成的荧光探针,并且三链和双螺旋DNA都能增加溴乙锭的荧光,但前者增加较少。热变性实验证实溴乙锭能增加三螺旋的稳定性。荧光能量转移研究表明存在从DNA向溴乙锭的能量转移现象,但三螺旋DNA的转移效率要比双螺旋的低。阴离子猝灭剂[Fe(CN)_6]~(4-)并不能降低溴乙锭-三螺旋DNA复合物的荧光强度。这些实验结果表明:该三螺旋DNA和溴乙锭间存在明显的亲合性,且溴乙锭通过一种嵌入机理与该三螺旋发生相互作用,并由此增加它的稳定性。     

芘基对在dsDNA中的构建:基于8-氮-7-去氮-2'-脱氧腺苷的7位取代及连接臂对荧光性质的影响

通过7-芘乙炔基-8-氮-7-去氮-2'-脱氧腺苷(2)和7-芘乙基-8-氮-7-去氮-2'-脱氧腺苷(3) 2个脱氧腺苷类似物在双螺旋DNA(ds DNA)中构建芘基对,同时保持2'-脱氧腺苷的碱基配对专一性,探讨了芘基对的多种组合在ds DNA中的荧光光谱变化及其与ds DNA形成和解离的关系. DNA双螺旋的热稳定性和圆二色光谱表征结果反映了连接臂与芘基在ds DNA大沟区的相互作用.芘基荧光光谱表明,化合物2在ds DNA中的荧光光谱反映了双螺旋的变化,PY02+D02在形成双螺旋前后发生了荧光猝灭,而PY03+PY05在形成双螺旋前后呈现荧光,这2个芘基对组合在含双螺旋结构域的功能核酸和生物传感器中具有潜在应用价值.     

温度对中性红与小牛胸腺DNA相互作用的影响

用光谱法和电化学法研究了温度对中性红 (NR)与小牛胸腺DNA (CTDNA)相互作用的影响 ,在低温下和在低浓度下NR嵌入到CTDNA碱基内部 ,NR的显色团嵌入G -C碱基对并与核酸双螺旋的对称轴垂直 (γ =90°) ,当温度升高时 ,部分NR从DNA双螺旋中脱出 ,嵌入的NR发色团的长轴转变为与DNA双螺旋的对称轴成 45°角 (γ =45°)。     

DNA果真是双螺旋吗?

这里有一种异端的想法:著名的双螺旋是DNA分子唯一呈现的构象吗?——从根本上说,确实存在着双螺旋吗?Watson和Crick在《自然》发表他们发现双螺旋的那篇文章几乎三十年后,这个绝妙的双螺旋结构才受到了持续不断的攻击。七年前,坎特伯雷城新西兰大学的Rodley博士开始对DNA分子结构公认的概念产生了疑问。他不相信关于双螺旋如何解开以便让贮存在DNA中的遗传     

诺氟沙星-DNA复合物的分子动力学模拟

采用分子模建的方法构建了诺氟沙星-DNA复合物的初始结构, 通过2 ns的分子动力学(MD)模拟研究表明: 诺氟沙星能够和双螺旋d[ATATCGATAT]₂形成稳定的复合物, 药物分子可紧密结合在DNA的小沟区域, 并且能够与DNA的鸟嘌呤碱基形成两个稳定的氢键. 在分子水平上提供了诺氟沙星直接与双螺旋DNA相互作用的结构及复合物的动态变化情况.     

光谱法和电化学法研究中性红与小牛胸腺DNA的相互作用

利用紫外 可见和圆二色光谱(CD)法和伏安方法,研究了小分子染料中性红(NR)与小牛胸腺DNA(CTDNA)的相互作用。实验表明在NR低浓度下,NR能嵌入至核酸双螺旋的碱基内部在G C处与核酸结合,而在较高浓度情况下,嵌入的NR分子与后来的在核酸双螺旋外部的NR分子相互作用发生聚集,从而堆积在DNA双螺旋的表面,同时使核酸的构象由B型转变为Z型。用光谱滴定的方法获得NR与CTDNA作用内部结合常数,分别为:Ka1=2 4×104mol·L-1·cm-1和Ka2=2 1×10-2mol·L-1·cm-1。     

寡聚酰胺PyPyPyβDp与DNA相互作用的荧光动力学

通过稳态吸收光谱、荧光光谱和时间分辨荧光光谱对寡聚酰胺分子PyPyPy(Dp(简称PPP)的光物理性质进行了详细研究. 发现PPP的激发态性质受溶剂环境影响较大, 在TKMC缓冲液中, PPP有较弱的荧光, 其荧光寿命为16 ps; 随着溶剂极性逐渐降低, 荧光光谱蓝移, 荧光强度增加, 相应荧光寿命增长. 通过对PPP与DNA双螺旋分子相互作用的荧光动力学研究表明, PPP与DNA相互作用后, 荧光强度增强, 荧光寿命从16 ps增加到32 ps, 证实了存在PPP与双螺旋DNA的结合相互作用.     

手性金属配合物Δ,Λ-[Ru(IP)_2dppz]~(2 )对含G:T错配的环丁烷嘧啶二聚体识别和部分构型修复的分子力学研究

环丁烷嘧啶二聚体(CyclobutanePyrimidineDimer,CPD)是紫外线对DNA损伤导致皮肤癌的首要环节,XPC-hHR23B是最早作为对CPD的损伤识别剂的,但其识别效率很低.本文首次采用分子力学方法模拟了一种新的手性金属配合物?,Λ-[Ru(IP)2dppz]2 对含G:T错配的CPD双螺旋DNA的识别作用.模拟结果显示:金属配合物[Ru(IP)2dppz]2 的两个手性异构体都对含G:T错配的CPD双螺旋DNA具有识别作用,识别的过程体现了很强的手性选择性、沟选择性和位点特异性.同时,我们发现:在Λ-[Ru(IP)2dppz]2 插入到CPD后,形成CPD的两个T碱基由原来的敞口形状部分地转为近平行状,使其在构型上得到初步的修复.     

碱基对在DNA双螺旋链上分离的自由能计算

DNA是大部分生物包括病毒的基因载体。DNA双螺旋链通过A＝T和G≡C两种碱基对编码实现对遗传信息的存储。碱基对中的相互作用对DNA双螺旋链的稳定性起到重要作用,直接关系到基因的复制和转录。当前研究中,我们构建了四组不同结构的DNA双螺旋链,进行了总共4.3 μs的分子动力学模拟。通过伞形取样技术计算了DNA双螺旋链中碱基对分离的自由能曲线,并从分子尺度细节和相互作用能对自由能曲线进行解析。在碱基对G≡C的自由能曲线(PMF-PGC)上观察到三个峰,通过监测氢键数目的变化发现分别对应于G≡C三个氢键的断裂;而在A＝T的自由能曲线(PMF-PAT)上只出现一个峰,说明A＝T的两个氢键在分离过程中几乎同时断裂。PMF-PGC的总能垒比PMF-PAT高,主要是因为G≡C比A＝T多一个氢键,更稳定。两条曲线的后段自由能仍然升高,而此时碱基对的氢键已断裂,这是DNA链骨架刚性所导致。我们还研究了碱基对稳定性受相邻碱基对的影响,发现邻近G≡C碱基对会增强A＝T的稳定性, C≡G会削弱A＝T的稳定性, T＝A对A＝T的影响较小。     

手性金属配合物△,∧-[Ru(IP)2dppz]2+对含G:T错配的环丁烷嘧啶二聚体识别和部分构型修复的分子力学研究

环丁烷嘧啶二聚体(Cyclobutane Pyrimidine Dimer,CPD)是紫外线对DNA损伤导致皮肤癌的首要环节,XPC-hHR23B是最早作为对CPD的损伤识别剂的,但其识别效率很低.本文首次采用分子力学方法模拟了一种新的手性金属配合物△,∧-[Ru(IP)2dppz]2 对含G:T错配的CPD双螺旋DNA的识别作用.模拟结果显示:金属配合物[Ru(IP)2dppz]2 的两个手性异构体都对含G:T错配的CPD双螺旋DNA具有识别作用,识别的过程体现了很强的手性选择性、沟选择性和位点特异性.同时,我们发现:在∧-[Ru(IP)2dppz]2 插入到CPD后,形成CPD的两个T碱基由原来的敞口形状部分地转为近平行状,使其在构型上得到初步的修复.     

寡聚酰胺PyPyPybDp与DNA相互作用的荧光动力学

通过稳态吸收光谱、荧光光谱和时间分辨荧光光谱对寡聚酰胺分子PyPyPybDp(简称PPP)的光物理性质进行了详细研究. 发现PPP的激发态性质受溶剂环境影响较大, 在TKMC缓冲液中, PPP有较弱的荧光, 其荧光寿命为16 ps; 随着溶剂极性逐渐降低, 荧光光谱蓝移, 荧光强度增加, 相应荧光寿命增长. 通过对PPP与DNA双螺旋分子相互作用的荧光动力学研究表明, PPP与DNA相互作用后, 荧光强度增强, 荧光寿命从16 ps增加到32 ps, 证实了存在PPP与双螺旋DNA的结合相互作用.     

碱基对在DNA双螺旋链上分离的自由能计算（英文）

DNA是大部分生物包括病毒的基因载体。DNA双螺旋链通过A=T和G≡C两种碱基对编码实现对遗传信息的存储。碱基对中的相互作用对DNA双螺旋链的稳定性起到重要作用,直接关系到基因的复制和转录。当前研究中,我们构建了四组不同结构的DNA双螺旋链,进行了总共4.3μs的分子动力学模拟。通过伞形取样技术计算了DNA双螺旋链中碱基对分离的自由能曲线,并从分子尺度细节和相互作用能对自由能曲线进行解析。在碱基对G≡C的自由能曲线(PMF-PGC)上观察到三个峰,通过监测氢键数目的变化发现分别对应于G≡C三个氢键的断裂;而在A=T的自由能曲线(PMF-PAT)上只出现一个峰,说明A=T的两个氢键在分离过程中几乎同时断裂。PMF-PGC的总能垒比PMF-PAT高,主要是因为G≡C比A=T多一个氢键,更稳定。两条曲线的后段自由能仍然升高,而此时碱基对的氢键已断裂,这是DNA链骨架刚性所导致。我们还研究了碱基对稳定性受相邻碱基对的影响,发现邻近G≡C碱基对会增强A=T的稳定性,C≡G会削弱A=T的稳定性,T=A对A=T的影响较小。     

光谱联合电泳法研究双酚A与肿瘤相关DNA的相互作用

研究双酚A与人类肿瘤相关DNA(抑癌基因p53 DNA和癌基因C-myc DNA)的相互作用。分别采用紫外、荧光和圆二色等光谱方法和聚丙烯酰胺凝胶电泳法研究了双酚A与人类肿瘤相关DNA(抑癌基因p53 DNA和癌基因C-myc DNA)的相互作用模式。其中紫外、荧光和圆二色滴定实验均表明了嵌插作用的存在,离子强度实验、KI猝灭对比实验和凝胶电泳实验证实了静电和嵌插作用的共同作用,可进一步影响DNA的双螺旋构象。     

基于氧化石墨烯识别特定双螺旋DNA

依据三螺旋DNA的形成,以氧化石墨烯为基础建立了一种识别特定序列双螺旋DNA的方法。单链探针DNA能够通过静电引力作用吸附在氧化石墨烯表面,标记在单链DNA末端的荧光探针分子TAMRA由于荧光能量共振转移作用使得其荧光发生淬灭。加入目标双螺旋DNA后,单链探针DNA与目标DNA分子形成三螺旋DNA,探针DNA从氧化石墨烯表面脱附,标记在探针DNA上的荧光分子的荧光恢复。在最佳实验条件下,荧光恢复的强度与探针DNA的浓度在20.0～300.0 nmol/L具有良好的线性关系,检出限为16.9 nmol/L。该方法在DNA药物筛选及基因疾病的诊断方面具有一定的应用前景。     

电喷雾电离质谱法研究环肽对HIV-1调控区DNA的识别及其相关碎裂机理和稳定性

利用电喷雾电离质谱(ESI-MS)和二级质谱(MS/MS)研究了六种结构不同的环五肽, 环七肽以及环十肽与HIV-1调控区DNA的非共价键相互作用. 在研究中比较了不同识别分子与靶序列DNA结合的强弱, 发现环七肽CP5对靶点DNA具有高亲合性的结合. 用MS/MS法研究了环肽与DNA复合物的碎裂机理; 用升温实验研究了其热稳定性, 发现与CP5结合后能提高HIV-1双螺旋DNA的热稳定性.     

DNA的~(13)C化学位移与其链间嘌呤-嘌呤碰撞的相关性

本文发现并间接证实了DNA的~(13)C化学位移与其结构参数(主轴螺旋扭曲角Ω,碱基平面滚动角ρ,主链扭曲角δ和螺旋浆式扭曲角ω)之间存在着相关性,文中阐明了与这些结构参数相关的碳及其理论上的解释。这些碳的化学位移相对变化明显地反映出DNA链间嘌呤-嘌呤碰撞(立体障碍)所引起的DNA双螺旋局部结构的变化,并与Calladine-Dickerson加和函数Σ作了比较。从DNA的~(13)C NMR谱可以得到有关其构象的信息,从而有可能通过~(13)C谱观测DNA在溶液中的Ω,ρ,δ和ω等结构参数。     

手性钌(Ⅱ)配合物对DNA的立体选择性断裂

八面体钌(Ⅱ)多吡啶配合物与双螺旋DNA插入结合后具有较强的结合能力,并且含有一个具有氧化一还原活性的中心金属离子．它们对氧化剂相对比较稳定,但对光比较敏感,因此可利用光辐射使之产生单线态氧或羟基自由基等而使DNA裂解．此外,这些配合物具有左手∧-和右手△-两种构型,与同样具有手性的DNA作用时,存在着立体选择性结合．并且在对DNA的断裂反应中也存在一定的立体选择性,可作为不同构型DNA的结构探针．     

有一未配对残基T的DNA [d(TCGCGCG)]_2结构特征的NMR研究

具有交替的嘧啶-嘌呤序列和5′端有一未配对残基T的DNA七聚体[d(TCGCGCG)]_2可以作为研究DNA双螺旋的双链-单链联结构象特征的模本。DNA的这种联结方式存在于它们的复制和转录过程中。用NOESY和TOCSY/HOHAHA实验对其共振峰作了指定。对七个不同混合时间的NOE强度进行了定量分析,用双自旋近似法计算了质子间的距离,揭示了这个分子中令人感兴趣的结构特征。用P.E.COSY实验测定了该DNA双螺旋各糖质子间偶合常数,鉴定了各糖的构象。从而获得了该DNA七聚体在溶液中的结构特征。就整体结构而言,该DNA分子仍属B族DNA,但结构有了很大变化,特别是在端基区。未配对的残基具有不同寻常的顺式构象。为DNA双链-单链联结部分构象提供了有用的借鉴。     

三链DNA |dA10 2DT10的近红外付立叶拉曼光谱

最近通过核磁共振、振动光谱和分子力学模拟研究表明,在溶液中三螺旋DNA的构象具有一定程度的复杂性和多样性．本文首次采用近红外付立叶拉曼光谱研究了三螺旋DNA dA10•2d10和相应的双螺旋DNA dA10•dT10在溶液中的构象．结果表明该三螺旋DNA同时存在C3’－内褶／反对称（A－型）和C2’－内褶／反对称（B－型）两种构象,而且在823cm－1处的较强谱带暗示还存在一种处于A和B构型之间的中间构型．对出现在1218cm-1和638cm-1处、归属于对糖环构象敏感的胸腺嘧啶残基的两个特征谱带进行分析,获得了除C2’－内褶构象外其它构型存在的证据．另外,双螺旋DNA的FT－Raman光谱表明该双螺旋DNA在溶液中以A－和B－两种构型共存．     

基于氧化石墨烯的Ag~+与核酸中C-C碱基错配的相互作用研究

基于氧化石墨烯,以修饰了荧光分子的单链DNA为探针,利用荧光光谱和圆二色光谱研究了Ag+对双螺旋DNA中C-C碱基错配特异性识别,并建立了检测Ag+的荧光方法。荧光光谱表明Ag+能与带C-C错配碱基的双螺旋DNA作用,使原本被氧化石墨烯淬灭的标记在DNA上的荧光分子的荧光得到恢复。圆二色光谱表明Ag+能与双螺旋DNA中的C-C碱基错配相互作用,形成更稳定的C-Ag+-C结构。在最佳实验条件下,体系荧光强度的变化与Ag+的浓度在30.0~250.0 nmol/L之间呈良好的线性关系,方法检出限为19.1 nmol/L。为研究Ag+与核酸分子的相互作用及其在环境中对生物分子的影响等方面提供了重要依据。