连接环、末端碱基及一价阳离子对G-四链体结构的影响

研究了G-四链体中的连接环(Loop)、末端碱基和一价阳离子对其结构的影响,发现在K+溶液中Loop短的序列易形成平行结构,无末端碱基时容易形成多聚体,而反平行或混合平行/反平行的G-四链体则难以形成多聚体;一价阳离子K+,NH+4和Na+促进形成平行结构及多聚体的能力依次减弱.在平行G-四链体的3’或5’端增加非G碱基,或改变阳离子使其形成非平行结构,均可抑制多聚体的形成.Loop长度影响G-四链体的热稳定性,Loop短的序列可形成很稳定的分子内结构;无末端碱基的G-四链体多聚体的稳定性低于单个G-四链体,且多聚体随着温度升高而变小.结果表明,在K+溶液中,无末端碱基的平行G-四链体序列首先形成分子内结构,然后通过π-π堆积形成多聚体;末端碱基及反平行或混合平行/反平行G-四链体中的Loop可阻碍末端堆积作用,抑制多聚体的形成.本研究为G-四链体的结构与功能研究提供了有用信息.     

凝胶原位探测c-Myc G-四链体的结构多态性

G-四链体(G4)在某些条件下可形成聚集结构,丰富了其结构多态性,但影响了其结构与功能研究。本研究建立了对平行G4 c-Myc及衍生序列形成的分子内结构和分子间聚集体同时分离与原位探测的方法,并讨论了末端碱基对c-Myc形成聚集体的影响。首先通过荧光光谱研究了硫磺素T(Thioflavin T,ThT)与G4的相互作用,发现ThT对含不同A/T末端的c-Myc响应不同;比较典型分子间平行以及反平行单体G4,发现ThT结合分子间平行G4能使其荧光强烈激活。用ThT对凝胶中的G4条带特异性染色,再用Stains-all对所有DNA条带染色,通过ImageJ获得DNA条带经双重染色的光密度比值,发现分子间平行单体G4或分子间G4聚集体的光密度比值大于1,分子内平行G4的光密度比值约为0.5,非G4结构的光密度比值接近0;发现末端碱基影响c-Myc聚集体的形成,在K⁺溶液中增加末端碱基利于形成G4聚集体,其中T作用更强;在Na⁺溶液中只有末端含两个或以上的A利于其形成G4聚集体。本研究利用特异性与非特异性的染料组合在胶上原位探测G4构型多态性的策略,...     

应用于环境分析的切割RNA的脱氧核酶研究进展

切割RNA的脱氧核酶(RNA cleaving DNAzyme, RCD)可在特定因子辅助下对RNA底物进行剪切,产生可被放大的检测信号,是一种既有信号识别元件又有信号输出单元的理想生物传感器。RCD可化学合成,易于修饰且稳定性高,已被用于构建检测有害物质的生物传感器,在环境监测领域中显示出应用前景;然而,相对于核酸适配体来说,人们对RCD的关注较少。本文针对重金属离子、有害细菌、传染性病毒核酸等环境领域关注的对象,综述了可用于检测这些目标的RCD的研究进展,并讨论其所面临的挑战,以期引起人们对RCD的研究兴趣,开发更多性能优异的RCD用于环境分析。     

金属离子对二甲亚砜依赖的RNA切割型脱氧核酶催化活性的影响

在高浓度有机溶剂中工作的RNA切割型脱氧核酶(RNA-cleaving DNAzyme,RCD)及其构筑的分子器件不仅拓展了DNA作为酶的能力,还可将功能核酸推进新的应用领域.本文研究了一个需要二甲亚砜才能工作的RCD(命名为E3)对金属离子的需求,发现二价金属离子对其催化活性至关重要,活性顺序为Zn²⁺,Mg²⁺>Fe²⁺>Pb²⁺>Mn²⁺>Co²⁺.以Mg²⁺或Zn²⁺为辅因子,表征了E3的速率-pH值关系及其与二者的结合比例.E3的催化速率-pH曲线在Mg²⁺存在下为“钟形”,高速率的pH值范围为7.0～9.0;Zn²⁺存在下为“尖峰”,速率最高时pH=7.0;E3与Mg²⁺和Zn²⁺的数量结合比例均为1∶1.另外,E3以Fe²⁺为辅因子时易失活,Fe²⁺