λ-DNA三链结构的CD谱测定

由于核苷和核苷酸在核酸中不同的地方连接时,表现为不同的科顿效应,所以圆二色(CD)性测定是多核苷酸结构变化最灵敏的探针之一.三链DNA(三螺旋和辫状)作为DNA的一种特殊结构,无疑在CD性上与双螺旋DNA相比,会表现出某些相似和特别的地方.三螺旋DNA的CD谱研究,Pilch等人已有文章报道,Antao等人还采用CD手段对不同pH条件下poly[d(A-G)·d(C-T)]产生不同的构象进行了较详细的研究,作为三链DNA的另一种     

体外λ-DNA形成新结构的证据

1990年白春礼等人首次用扫描遂道显微镜(STM)直接观察到λ-DNA经热变性后在体外形成一种三链辫状结构。这一结果不同于目前提出的三螺旋模型,即第三条链缠绕于双链DNA的大沟之中。据文献报道,用同型嘌呤和同型嘧啶或以单链DNA和双链DNA反应所得到的三链物比双链DNA有较低的熔解温度(T_m),在解旋过程中280nm光吸收值明显提高,对DNaseI酶不敏感等特征。三链辫状DNA的某些物化性质可能不同于     

以Hoogsteen氢键形成的PNA(T)·DNA(AT)三螺旋更稳定

肽核酸(peptide nucleic acid, PNA)是一种核酸类似物, 它的骨架以假肽键代替了原来的糖-磷酸骨架. PNA结合到核酸双螺旋上形成三螺旋的过程是PNA作用于核酸双螺旋最初也是最重要的一步. 但到目前为止, 由于缺乏PNA·2DNA三螺旋的晶体结构数据, 关于PNA·2DNA三螺旋的构象特征以及维持其构象作用力的研究还处在初始阶段. 本文较成功地搭建了PNA(T)·DNA(AT)三螺旋结构模型. 经过优化和分子动力学模拟后, 系统分析了它们的构象及其作用力. 为肽核酸在反义和反基因策略上的应用提供了可能的理论指导.     

DNA中的孤子

一、引言实验证实,DNA碱基中嘌呤和嘧啶环上的氢键质子,在室温下可与溶液中的氘核进行交换。这意味着DNA双螺旋的局部在室温下可自行打开或关闭。为了解释这一现象,1980年,美国学者恩格兰得(S. W. Englander)等     

原卟啉(PP)和血卟啉(HP)对DNA空间结构微观光敏损伤的特征

近几年我们从光生物物理角度,探讨了血卟啉衍生物(YHPD)的主要组分如PP,HP和DHE的原初光化学反应过程及其产生的单线态氧(~1O_2)、羟基(·OH)、超氧阴离子自由基(O_2)以及非氧自由基,并研究了这些高活性的产物对DNA、蛋白质和细胞膜的损伤特征和作用机理.本项工作用对生物大分子的结构变化高度灵敏的激光Raman光谱从分子水平研究了血卟啉衍生物的2个主要组分PP和HP对DNA空间结构微观光敏损伤的特征,再一     

动态Raman光谱研究2,4-二甲基-1,3戊二烯的构象

用变温Raman光谱研究了2,4-二甲基-1,3戊二烯,发现存在两种稳定构象,S-反式及S-顺式。S-反式是最稳定构象,随着温度的变化,两种构象异构体的浓度也发生变化。 利用Van't Hoff方程,计算出△H°=4.42KJ·mole~(-1),再利用Miyushima提出的近似方法,计算出△S°=2.53J·mole~(-1)·K~(-1)。     

2’-O-甲基化修饰对Ribozyme活性的影响

锤头结构Ribozyme切割底物时的催化结构包括3个螺旋区和中间10核苷酸的单链区(编号为3～9,12～14,在我们过去文章中称3个双链区为茎区,现根据一些科学家的建议改称为螺旋区.我们原称的茎Ⅰ现称螺旋Ⅲ,原茎Ⅲ现称螺旋Ⅰ,原茎Ⅱ称螺旋Ⅱ).在我们实验室进行的机制研究表明3个螺旋区碱基配对的强弱以及螺旋的构象可影响反应的最适温度和切割效率.将螺旋Ⅰ和/或螺旋Ⅲ的RNA·RNA配对改为RNA·DNA(或DNA·DNA)配对既减弱了Ribozyme与底物的相互作用又改变了螺旋的构象,使反应的最适温度与切割效率都降低很多,有的甚至几乎看不到切割活性.将螺旋Ⅱ的RNA·RNA配对改为DNA·RNA配对只影响螺旋Ⅱ的构象而不影响Ribozyme与底物的相互作用,结果也使反应的最适温度和切割效率降低,但影响较小.为提高Ribozyme稳定性又不影响或少影响它的切割效率,我们研究了2’-O-甲基化对Ribozyme活性的影响.     

Mn(NO3)2·6H2O水溶液结构的X射线衍射研究

X射线衍射和中子衍射法被广泛地用来研究电解质水溶液结构,提供离子-离子、离子- 水、水-水相互作用信息.尽管这方面工作已经涉及到某些极端条件,诸如过冷和超临界条件下结构研究,但大多数局限在单原子离子水溶液.Caminiti及其合作者报道了21℃Mn(NO_3)_2·10H_2O溶液的X射线衍射和Raman光谱研究,由相互作用模型Mn(H_2O)_(6-x)(ONO_2)_X获得了与实验一致的结果.Mn-O距离被测定为0.219nm,水分子配位数为5.4,x为0.6.本     

悄然而来的双螺旋

科学界中一些重要的发现在公开之初往往并没有引起广泛的注意 ,当科学家在庆祝发现DNA双螺旋结构 5 0周年之际 ,人们意识到双螺旋当年也有着类似的经历。历史资料显示 ,1 95 3年DNA双螺旋结构模型被提出时科学界对它的反应很冷淡。实际上直到科学家们认为这种结构模型可能揭示了DNA参与蛋白质组合的机制时 ,生命科学界才对DNA双螺旋结构产生了浓厚的兴趣。　　里奇·考尔德 (RitchieCalder) 1 95 3年 5月 1 5日在《新闻记事报》上关于发现DNA结构的报道1 95 6年罗伯特·辛谢梅尔 (RobertSinshei mer)在加州理工学院所作的一次报告中…     

甲基丙烯酸三苯甲酯不对称聚合过程中的立体化学

甲基丙烯酸三苯甲酯(TrMA)在不对称聚合中,当有手性配体鹰爪豆碱((—)-S_p)存在时,可形成具有单手螺旋链构象的旋光性聚合物。Vogt用TrMA的活性二聚体作引发剂,聚合TrMA,结果表明,右手螺旋链的聚甲基丙烯酸三苯甲酯(PTrMA)的主链上各不对称碳原子均为S型,而Okamoto借助色谱拆分PTrMA低聚物的方法得出了相反的结果,至于手性配体决定螺旋方向的原因则未见报道。本文从单体构象,配体(—)-S_p的构象及PTrMA活性端的烯醇式构型,研究了TrMA在不对称聚合过程中的立体化学。     

O~6-甲基鸟嘌呤DNA甲基转移酶基因表达提高肿瘤细胞的烷化抗性

耐药是恶性肿瘤化疗成功的主要障碍, 单功能烷化剂如N-甲基-N’-硝基-N-亚硝基胍(MNNG),以及双功能烷化剂如嘧啶亚硝脲(ACNU)等主要造成细胞DNA鸟嘌呤第六氧原子的烷基化损伤,导致G→A转换或DNA链间交联形成,继而产生细胞杀伤性效应.细胞内O~6-甲基鸟瞟呤DNA甲基转移酶(O~6-methylguanine-DNA methyltransferase,MGMT,EC 2.1.1.63)能够高度专一地修复上述鸟嘌呤烷基化损伤,是决定肿瘤细胞对烷化剂耐药性的重要因素. 我们以前的研究表明,MGMT活性低的细胞(Mer~-)对烷化剂高度敏感,而酶活高的细胞(Mer~+)则表现烷化抗性.人MGMT基因的克隆,使人们有时能利用转基因细胞     

CAP适合弯曲DNA的时候

由对细菌的生长,到对高等生物的发育,结合DNA的蛋白质都起到极其重要的转录调节作用。曾被认为,和这些蛋白质结合DNA的几何形状,似乎并无太大变化,只是形成或采纳了某些轻微的弯曲或纽结。但由转录激活剂所提供的证据说明,DNA是极度弯曲的。如今,由舒尔茨(Schultz)、希尔德(Shield)和施泰茨(Steitz)测定了这种复合物的结晶结构,进一步证实了DNA的弯曲是很大的.在上月发表的一篇文章里,柯波拉(Kerppola)和柯伦(Curran)表明;在拉链致癌蛋白质Fos和Jun内,它们同族DNA都是弯曲的;而且,DNA作为蛋白质的被动骨架的观点被放弃,而两者间的关系,被视为是平等协作。但DNA结构的这些变形,是如何转化为生物学功能的呢? 我们对DNA-蛋白质之间相互作用动力学的认识是逐步深入的,随着由X-射线结晶学核磁共振光谱学对DNA结合蛋白质结构的确定。抑制物蛋白质的螺旋转向螺旋的和DNA结合的基序,在同源区内出现相同效应,证实了蛋白质α-螺旋的“真实”DNA顺序,是以大沟形式出现的开始预想。现在,可把形成特异顺序的这种方式,扩伸进锌指蛋白质内。对于DNA-亮氨酸拉链间的相互作用,这也许是关键。但试图总结快速发展的这一课题,类似于为迎面奔驰而来的火车拍照;即使螺旋沟构型的观点不再普遍了。汤姆·施泰茨(Tom Steitz)和他领导的小组,占据着研究的领先地位。已从对原核生物转录激活剂和分解代谢激活剂蛋白质(CAP,也叫环状AMP受体蛋白质)的结构     

磷酸根修饰的二维DNA晶体的研究

利用可编程的刚性DNA分子瓦(DNA tile)中的双交叉(double-crossover, DX)分子的自组装形成二维DNA晶体, 可将分散的具有光、电、磁性质的分子和纳米粒子单元按照Watson-Crick的碱基配对原则精确自组装, 构成分子(纳米)线路和器件. 报道了用磷酸根修饰一条DNA链的5'端脱氧胞嘧啶核苷酸后, 将此DNA链与其他的21条DNA链在一定条件下自组装, 成功合成了具有特定几何构型的二维磷酸化DNA晶体, 并探讨了二维DNA晶体生长的条件和可能的机理.     

基于原子力显微镜的单个DNA分子压弹性测量

介绍了一种基于振动模式扫描极化力显微镜在小力区(< 0.5 nN)测量柔软的生物分子压弹性的方法, 并利用此方法研究了DNA分子在直径方向(垂直于双螺旋方向)的压缩性质. 实验结果表明固定在云母表面的DNA分子具有很好的弹性, 在外力作用下DNA的径向形变可达到~50%, 当外力撤销后, 其形变可以完全恢复. 另外统计了20段DNA分子上20个点的高度与所受压力的关系, 并由此初步估算了DNA分子的弹性常数.     

金属离子对鞘磷脂脂双层极性头构象的影响

稀土毒理学以及稀土离子作为钙离子的探针的研究受到普遍关注,人们对稀土离子的生物化学性质进行了广泛研究.作者曾报到了金属离子对DPPC脂质体的极性头构象的影响.鞘磷脂是神经组织细胞膜的重要磷脂组分,和DPPC有相似的极性头.本文利用核磁共振结合Raman光谱研究了金属离子对鞘磷脂脂双层的极性头构象的影响.1 材料和方法     

胞嘧啶水溶液体系的脉冲辐解研究新进展

辐射引发DNA直接损伤作用的原初过程主要是电离和电子俘获过程,显然得失电子中心的分布及其化学性质的研究是该领域的中心课题.目前,最为广泛接受的模型是T~+/G~+两极模型,即通过DNA链内的电子转移,电子主要陷落于胸腺嘧啶(T)而空穴主要陷落于鸟嘌呤(G).然而,近期一些工作却显示得电子中心可能是另一嘧啶碱基:胞嘧啶.同     

新发现的左旋脱氧核糖核酸

麻省理工学院里奇教授领导的一批美国与荷兰学者,去年新发现了一种“左旋”的DNA (Z-DNA).和1953年沃森与克里克所提出的遗传物质——右旋的DNA相比较,虽然这种双螺旋分子也遵循碱基配对,以及磷酸糖链按反平行方向伸展的规律,但其螺旋是左旋的,磷酸糖链成锯齿形,螺旋的不对称单位中的核苷酸数,以及每转一圈所包含的碱基数(或核苷酸数)也和右旋的B-DNA不同(图1).     

关于DNA中螺旋——卷曲构象转变动力学研究

本文以多参数指数组合模型,加以扩充,来描述DNA螺旋卷曲构象转变过程的唯象规律,得到了温度与DNA构象转变关系的通用方程,及动力学表达式和瞬时速率参数K(t)。 1.DNA构象转变率与温度的关系式如     

溴乙锭荧光探针法检测三链DNA的形成

早在1957年 Davis 等就曾报道过三链核酸的存在,但当时被认为是一种人为的没有生物学意义的结构而未引起人们的重视.直到1987年 Mirkin 等在酸性溶液的质粒中发现一种 H 型三链 DNA,同年 Dervan 等证实了可通过将第三股 DNA 粘接到含有真实基因的天然 DNA 上形成三链 DNA,才引起人们的广泛关注.目前已经发现,通过三链 DNA 的形成,寡聚核酸可以充当切割 DNA 的“分子剪刀”和提供抑制基因转录的新手段、并可能在发展治疗病毒性疾病(如爱滋病、癌症等)的新型药物等方面具有潜在的应用.鉴于这些原因,发展一种灵敏度较高的有效检测三链 DNA 形成的方法是十分有意义的.溴乙锭(以下     

高分子尾形链构象分布的两种理论方法

当分子链的一端附着于某一固体壁时,就形成了尾形高分子构象,显然,它可以看成是高分子吸附的最简单的形式,除高分子吸附与解吸外,许多涉及表面和界面的高分子问题都与尾形链的构象有关,例如固体表面上的接枝聚合、嵌段共聚体的液晶层状结构、高分子表面活性剂在两相的分配、高分子对于胶体的稳定性、橡胶单点粘结力学等.然而,尾形链分子构象理论的研究相当薄弱,众所周知,高分子构象问题与随机行走问题有明显对应关系,由简单随机行走导出的理想高分子链构象的Gauss分布,已经是整个高分