發(fā)布時間：2020-06-11 05:41

【摘要】：綠色熒光蛋白及其衍生物的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用徹底改變了蛋白質(zhì)的成像研究。同時,RNA可通過與其結(jié)合的核酸適配子及相應(yīng)的熒光探針來標記,進而分析其在空間和時間上的分布。核磁和晶體結(jié)構(gòu)研究發(fā)現(xiàn)G-四鏈體是某些適配子與熒光探針識別的核心結(jié)構(gòu)。G-四鏈體是由富含鳥嘌呤(G)的DNA或RNA序列形成的四鏈體結(jié)構(gòu),可以形成G-四鏈體的序列廣泛分布于真核細胞端粒末端和啟動子區(qū)域。采用熒光探針分子識別特定的G-四鏈體結(jié)構(gòu),可研究G-四鏈體形成和解散對基因轉(zhuǎn)錄翻譯等過程的影響。但目前,缺乏選擇性識別特定G-四鏈體結(jié)構(gòu)的熒光探針,這給G-四鏈體功能研究以及精確定位細胞中特定的DNA或RNA帶來很大的挑戰(zhàn)。本工作基于c-MYC Pu22 G-四鏈體結(jié)構(gòu)中獨特的口袋,采用基于結(jié)構(gòu)篩選和基于先導(dǎo)化合物結(jié)構(gòu)的優(yōu)化策略發(fā)現(xiàn)了熒光探針9CI(6-(2-(anthracen-9-ylmethyl ene)hydrazinyl)-N~2,N~4-diphenyl-1,3,5-triazine-2,4-diamine)。該化合物在體外和活細胞中均能高選擇性地識別c-MYC Pu22 G-四鏈體。通過9CI同系物結(jié)構(gòu)-熒光活性關(guān)系以及分子動力學(xué)模擬發(fā)現(xiàn):9CI和c-MYC Pu22 G-四鏈體的識別包括初始接觸、動態(tài)相互作用和穩(wěn)定堆積等三個過程。這三個過程在9CI的選擇性識別c-MYC Pu22 G-四鏈體方面起了很重要的作用。具體研究結(jié)果如下:1、c-MYC Pu22 G-四鏈體探針的發(fā)現(xiàn)、優(yōu)化及熒光選擇性研究1)基于c-MYC Pu22 G-四鏈體結(jié)構(gòu)中3'端特殊的結(jié)構(gòu),采用基于結(jié)構(gòu)的虛擬篩選,發(fā)現(xiàn)選擇性識別c-MYC Pu22 G-四鏈體的熒光小分子;2)通過生物等排取代,發(fā)現(xiàn)了高選擇性熒光化合物9CI;3)在體外分子水平,測試了9CI對c-MYC Pu22 G-四鏈體的選擇性;4)在活細胞中,測試9CI對c-MYC Pu22 G-四鏈體的的選擇性。2、9CI與c-MYC Pu22 G-四鏈體識別的機制研究1)Job plot實驗表明9CI與c-MYC Pu22 G-四鏈體的結(jié)合比率為1:1;2)ITC與熒光滴定實驗表明9CI與c-MYC Pu22 G-四鏈體呈現(xiàn)弱親和性;3)綜合運用一維核磁共振氫譜研究以及9CI對c-MYC Pu22G-四鏈體突變序列的熒光反應(yīng)發(fā)現(xiàn)9CI作用于c-MYC Pu22 G-四鏈體3'末端口袋中;4)分子對接和分子動力學(xué)研究發(fā)現(xiàn)9CI和c-MYC Pu22 G-四鏈體的整個識別過程包括初始接觸、動態(tài)相互作用和穩(wěn)定堆積等三個過程。這三個過程在9CI的高熒光識別選擇性方面起了很重要的作用。該研究將有助于我們理解熒光小分子識別G-四鏈體的機制,并指導(dǎo)設(shè)計選擇性識別G-四鏈體的配體小分子。
【圖文】：

圖 1-1 G-平面以及 G-四鏈體形成的示意圖Fig. 1-1 Schematic representation of G-tetrad and examples of possible quadruplexG-四鏈體種類很多，影響 G-四鏈體結(jié)構(gòu)多樣性的因素包括 G-平面的層數(shù)鏈的走向以及連接環(huán)的長度（Bugaut and Balasubramanian 2008）。G-四鏈兩層、三層乃至多層 G-平面通過 π-π 堆積而成。根據(jù) G-四鏈體結(jié)構(gòu)的數(shù)聚體、二聚體和四聚體；按構(gòu)象可以把 G-四鏈體分為平行結(jié)構(gòu)、反平行結(jié)型結(jié)構(gòu)。如圖 1-2 所示，平行結(jié)構(gòu) G-四鏈體中 DNA 鏈的走向為同一個方平行結(jié)構(gòu)中存在兩股走向分別相同和相反的 DNA 鏈（可分為籃式結(jié)構(gòu)和）；混合型 G-四鏈體中的一股 DNA 與其他三股 DNA 鏈走向都不同（Reshe 2010, Métifiot et al 2014, Dolinnaya et al 2016）。

G G G T G G G GAG G G T G G G GAAG G G T G G G TAG G G T G G G G1-4 c-MYC NHE Ⅲ1 啟動子序列及突變序列er sequence of the c-MYC gene and its mutan報道了喹叨啉與 c-MYC Pu22 G-四鏈體體側(cè)翼堿基的重要性。喹叨啉誘導(dǎo) c-M更適合喹叨啉結(jié)合的新口袋（Dai et au22 G-四鏈體結(jié)構(gòu)為平行構(gòu)象，T20-A2，此 loop 環(huán)與其下面 3'端的 G-平面形了與配體小分子結(jié)合的口袋，這為設(shè)計針提供結(jié)構(gòu)空間（Ou et al 2007, Gonzál
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O657.3

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本文編號：2707455