荧光猝灭法研究苯乙烯氧化物与DNA的相互作用

荧光猝灭法是一种可以研究苯化合物与ＤＮＡ相互作用的动态过程的方法。研究结果表明，苯乙烯氧化物与ＤＮＡ的相互作用与苯乙烯氧化物浓度的关系服从动力学一级方程。     

诺氟沙星与DNA的拉曼光谱研究

报道了诺氟沙星(NFX)及诺氟沙星胶囊内容物的FT-Raman光谱和在银胶基底上的表面增强拉曼光谱(SERS),归属了各个振动;研究了诺氟沙星与DNA的相互作用的SERS,结果表明:胶囊内容物的拉曼光谱图与对照品的拉曼光谱图的特征振动峰:C-F键的伸缩振动,C=C伸缩振动,O-C-O的对称伸缩振动峰值未发生变化,发生变化主要是分子骨架振动峰,诺氟沙星胶囊的辅料对拉曼光谱无实质影响,可建立拉曼光谱法检测诺氟沙星药物的分析方法;诺氟沙星可以在没有金属离子的存在下与DNA直接作用,与DNA相互作用的主要键合模式是插入作用,NFX分子中的平面结构插入DNA的双螺旋碱基平面,为深入了解喹诺酮类抗生素的抗菌机理提供可靠依据.     

打开DNA双链的物理新方法——激光微流法

文章报道了一种打开DNA双链的物理方法——激光微流法.DNA双链分子被固定在石英片的表面,在一定强度的激光衰逝波和微流振荡共同作用下,DNA双链间的氢键被迅速打开.利用全内反射单分子荧光共振能量转移技术,可以观察到激光微流法打开单个DNA的动力学过程.通过对激光进行控制,可以准确地打开连接在石英表面特定位置的DNA双链.DNA分子打开的比例与激光功率的关系表明微流产生的机械能与激光光能在DNA双链打开过程中缺一不可.     

谐振势阱中的布朗运动——磁镊实验与模拟

从磁镊实验和模拟角度研究了处于谐振势阱中的布朗运动. 利用实验和模拟的结果验证了理论.然后通过理论与实验的对照, 对磁镊实验中DNA分子的持久长度大小对小球位移分布的影响, 以及磁镊实验中的测力误差作了相关分析.分析指出:持久长度的变化对沿 DNA链方向上的布朗运动影响更大;小的外力作用下力的测量会出现较大误差.     

电离辐射引起的线粒体DNA损伤及突变研究进展

指出了线粒体DNA损伤及突变研究与核DNA相关研究的区别,并总结了国内外关于电离辐射引起线粒体DNA损伤突变的研究进展。 针对放射生物学中线粒体学方面研究还有待进一步加强的现状, 中国科学院近代物理研究所的研究人员在方法学上建立起了real-time PCR和long PCR等手段对线粒体DNA损伤及突变进行定量检测, 并以此为基础, 对电离辐射引起的线粒体功能变化进行了较为深入的研究。总结了线粒体DNA损伤及突变研究对阐明电离辐射引起的生物学效应所具有的贡献, 提出未来在放射生物学中以远后效应, 能量代谢为主的线粒体学研究方向。 Current advance in ionizing radiation induced mitochondrial DNA damage and mutations is reviewed, in addition with the essential differences between mtDNA and nDNA damage and mutations. To extent the knowledge about radiation induced mitochondrial alterations, the researchers in Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences developed some technics such as real time PCR, long PCR for accurate quantification of radiation induced damage and mutations, and in depth investigation about the functional changes of mitochondria based on mtDNA damage and mutations were also carried out. In conclusion, the important role of mitochondrial study in radiation biology is underlined, and further study on mitochondrial study associated with late effect and metabolism changes in radiation biology is pointed out.     

鬼臼酰肼金属Ni(Ⅱ), Co(Ⅱ), Zn(Ⅱ)配合物与DNA分子作用机制的研究

在pH 7.08 Tris缓冲溶液中,采用粘度测定、电子吸收光谱、凝胶电泳和溴化乙锭荧光分析法研究了鬼臼酰肼(hydrazide-podophyllic,HDPP)NiⅡ, CoⅡ, ZnⅡ金属配合物与小牛胸腺DNA的作用机制,探讨了作用模式。结果发现,当加入一定量的DNA时,配合物的电子吸收光谱的最大吸收峰产生减色效应,同时,DNA也能较大程度地猝灭配合物体系的荧光强度。配合物都能引起DNA粘度的略微增加和将超螺旋DNA切割得到缺刻DNA。所有这些研究表明配合物可能与DNA发生了相互作用,其中镍和钴配合物与DNA之间主要以插入方式相结合;而锌配合物与DNA之间的结合方式为部分插入;求出了三种鬼臼酰肼金属配合物与DNA的结合常数。     

基于DNA损伤的蛋白调控网络研究

细胞生长的每个阶段都离不开蛋白质相互作用.研究细胞周期的功能、调控机理及参与调控的蛋白质之间的关系对生物工程等领域有重大的应用价值.本文通过研究电离辐射下生物体细胞的DNA损伤后,细胞内以p53为核心的扩展蛋白调控网络的功能、原理及其自修复机理,在现有蛋白网络基础上引入更多蛋白网络调控因子来建立蛋白调控网络,仿真模拟更为全面的细胞周期进程;并且从复杂网络图论和细胞周期调控两个方面分析扩展PMP调控网络的抗扰能力及自修复机理,结果表明:1)蛋白网络在对抗环境中出现的小扰动时具有较强的稳定性.但在面对蓄意攻击时网络的稳定性较差.2)受损的DNA能否被修复取决于p53蛋白的动力学行为,即低损伤与中损伤情况下,p53可诱导细胞周期进程阻滞来完成细胞的自修复;而当高损伤或过损伤时,p53蛋白浓度表现为周期振荡行为并诱导细胞凋亡.     

紫外辐射对小牛胸腺DNA水溶液影响的拉曼光谱研究

报道了小牛胸腺DNA水溶液经9,20,40min紫外辐射的拉曼光谱图,紫外线的辐射照度为1868W·m-2。实验结果表明波长为2537nm的紫外光在起主要作用的紫外辐射对DNA的损伤是严重的,短短10min的紫外辐射就使1094cm-1这个强峰分裂成几个小峰,说明DNA的构象受到破坏,DNA的构型发生变化,部分单双键发生了断裂,出现了各种各样由于DNA键断裂产生的多核苷酸;4种碱基均受到不同程度的影响,碱基间的氢键造成断裂,其中嘧啶、嘌呤碱基受到的损伤较为严重;紫外辐射对脱氧核糖也产生了破坏。另外,该实验也表明,在水溶液中,DNA以B型结构为主,局部的A型结构仍然存在。     

红外光谱法检测生物大分子损伤的研究进展

红外光谱技术由于其灵敏度高和对样品的非破坏性等优点已成为研究生物大分子损伤的重要工具。蛋白质、脂质和核酸等受到损伤时,其红外光谱特征吸收峰的峰位、峰型和峰强会发生变化,这为检测生物大分子损伤并进一步揭示相关疾病的发生、发展及早期预防提供了依据。还综述了近年来使用红外光谱法检测生物大分子损伤的研究进展,介绍了利用傅里叶变换红外光谱、衰减全反射傅里叶变换红外光谱和傅里叶红外显微等技术在蛋白质二级结构、膜脂流动性和离子通透性以及药物对DNA的作用机制等领域的应用,以及相关的定性和定量分析方法进行了评述,提出了目前红外光谱分析技术中存在的问题,并对今后红外光谱在生物医学领域中的应用前景作了展望,指出疾病早期诊断、红外光谱联用以及定量分析技术等将成为红外光谱领域未来的研究热点。     

A biosensor based on graphene nanoribbon with nanopores: a first-principles devices-design

A biosensor device,built from graphene nanoribbons(GNRs) with nanopores,was designed and studied by firstprinciples quantum transport simulation.We have demonstrated the intrinsic transport properties of the device and the effect of different nucleobases on device properties when they are located in the nanopores of GNRs.It was found that the device’s current changes remarkably with the species of nucleobases,which originates from their different chemical compositions and coupling strengths with GNRs.In addition,our first-principles results clearly reveal that the distinguished ability of a device’s current depends on the position of the pore to some extent.These results may present a new way to read off the nucleobases sequence of a single-stranded DNA(ssDNA) molecule by such GNRs-based device with designed nanopores