【摘要】：分子機器具有尺寸小、自組裝、自驅(qū)動、結(jié)構(gòu)精密等優(yōu)點,構(gòu)建精密高效的納米分子機器一直是納米科學(xué)的研究熱點,其對于生物醫(yī)療以及仿生學(xué)具有顯著的研究意義。DNA折紙術(shù)由于其自組裝效率高、可尋址性強、結(jié)構(gòu)精巧等優(yōu)點,成為構(gòu)建生物分子機器的優(yōu)良載體。在這一背景下,本論文基于DNA折紙術(shù),致力于設(shè)計構(gòu)造高效精密的納米催化反應(yīng)器,并以其為基礎(chǔ),構(gòu)建自驅(qū)動的納米分子機器。我們從三個方面進行研究:1.DNA納米管的構(gòu)建與功能化修飾本章設(shè)計了構(gòu)建了一種雙層六棱柱型DNA納米管(DNA origami tube),并通過生物素-鏈霉親和素的特異性結(jié)合作用,首先將鏈霉親和素與DNA納米管內(nèi)部的生物素標記的DNA結(jié)合,再與N-羥基琥珀酰亞胺生物素酯標記的過氧化氫酶(NHS-biotin labelled catalase)結(jié)合,從而將過氧化氫酶結(jié)合到DNA納米管中。2.DNA納米管與納米金的自組裝結(jié)合本章制備了顆粒直徑為30nm的納米金溶液,通過DNA互補配對將納米金固定在DNA納米管端口處,構(gòu)造出半封閉的DNA納米管催化反應(yīng)器。3.DNA納米管催化反應(yīng)器的催化活性測定本章通過H_2O_2的熒光探針amplex red測定反應(yīng)過程中H_2O_2濃度的變化,間接計算DNA納米管催化反應(yīng)器的催化活性。本課題不但可以在納米尺度精確控制DNA折紙結(jié)構(gòu)中蛋白與納米金的位置,還可以通過內(nèi)部修飾的過氧化氫酶催化H_2O_2產(chǎn)生氣體,成為一種自帶動力源的分子機器。
【圖文】：

華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文1.2.3 DX tile，TX tile1998 年，Seeman 首次發(fā)明了 DX tile[31]。DX tile 是由兩個 DNA 雙鏈結(jié)構(gòu)重組形的具有粘性末端的自組裝單元。與 Holliday 交叉結(jié)以及四臂結(jié)相比，DX tile 結(jié)構(gòu)剛更強[32-35]。在 DX tile 的基礎(chǔ)上，LaBean 等設(shè)計出了 TX（triple crossover）[36, 37]，這由三個 DNA 雙鏈交叉排列的 DNA 自組裝單元[38-40]，與 DX tile 相比，TX 擁有更多粘性末端。1.2.4 其他 tile除了經(jīng)典的 DX tile 和 TX tile 外，還有 PX tile[41-46]、十字 tile[47, 48]、對稱 tile[49-等自組裝 tile 單元。

圖 1-2 DNA tile 一維自組裝結(jié)構(gòu)二維自組裝結(jié)構(gòu)998 年，Winfree 和 Seeman 以 DX tile 為基本單元設(shè)計出了 2*8μm 的二維1999 年，，Seeman 和 Mao Chengde 設(shè)計出了由 Holliday 交叉結(jié)構(gòu)成的二3]；2004 年，Mao Chengde 以三角形模塊為基礎(chǔ)構(gòu)建了網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)[28]；20de Mao 又通過 Y 型模塊單元設(shè)計出了類似單層石墨結(jié)構(gòu)的 DNA 二維晶體以組裝出毫米級的 DNA 二維結(jié)構(gòu)[56]；2005 年，LeBean 采用不同的十字以蛋白質(zhì)作為標記點，得到了“D”“N”“A”三種字母圖案[57]。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ116.1;TQ052.5

【參考文獻】

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1 錢璐璐;汪穎;張釗;趙健;潘敦;張益;劉強;樊春海;胡鈞;賀林;;DNA納米結(jié)構(gòu)仿中國地圖[J];科學(xué)通報;2006年24期

本文編號：2660228