本文關(guān)鍵詞：核酸特性結(jié)構(gòu)的生物小分子熒光識(shí)別及應(yīng)用研究

  更多相關(guān)文章： G-四鏈體 DNA 脫堿基位點(diǎn) 三鏈體 識(shí)別區(qū)分 熒光

【摘要】：核酸特性結(jié)構(gòu)在人體內(nèi)普遍存在,且與人類疾病息息相關(guān)。核酸特性結(jié)構(gòu)的靶向結(jié)合及識(shí)別對(duì)基于核酸的傳感器構(gòu)建及開(kāi)發(fā)高效藥物具有重要意義。因此,找到一些高選擇性、低背景的熒光開(kāi)關(guān)探針對(duì)核酸特性結(jié)構(gòu)的高效識(shí)別檢測(cè)是很有必要的。本論文確定了以核酸特性結(jié)構(gòu)——G-四鏈體(G4)、堿基缺失位點(diǎn)DNA(AP DNA)及三鏈DNA (triplex DNA)——為研究對(duì)象,設(shè)計(jì)了簡(jiǎn)單、快速、靈敏和高效的無(wú)標(biāo)記法,建立了核酸特性結(jié)構(gòu)的熒光增強(qiáng)識(shí)別新方法。主要研究?jī)?nèi)容如下：1.熒光活化的增色卟啉對(duì)人類端粒G-四鏈體結(jié)構(gòu)的識(shí)別研究：RNA相對(duì)于DNA的高選擇性只折疊成G4平行構(gòu)型的人類端粒重復(fù)序列RNA (TERRA, DNA對(duì)應(yīng)物)在活細(xì)胞中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,但DNA G4s卻擁有(3+1)混合式、籃式、椅式等多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),所以找到一種能高選擇性識(shí)別TERRA G4s的熒光探針仍有很大困難。我們?cè)囼?yàn)了許多卟啉分子,從中篩選出了最高效靶向識(shí)別TERRA G4s的熒光探針——5,10,15,20-四(3,5-二羥基苯基)卟啉(TOHdPP)。只有TERRA G4s才能活化TOHdPP譜帶紅移、發(fā)射信號(hào)增強(qiáng)的增色卟啉特性。我們推測(cè),TOHdPP與TERRA G4s的5'端很可能按1：2比例以三明治夾心模式結(jié)合。TERRA G4s的特點(diǎn)在于核糖的2’羥基支撐著環(huán)形上腺嘌呤殘基拉長(zhǎng)的G4四分體平面之間的π-π電子堆疊,根據(jù)增色卟啉效應(yīng),TOHdPP會(huì)與G4平面作用而引發(fā)四苯基取代基與卟啉環(huán)之間的電子交換,這種選擇性也取決于TOHdPP八羥基取代基與TERRA G4磷酸骨架上的氧原子之間的氫鍵相互作用。實(shí)驗(yàn)表明,TOHdPP是一種選擇性識(shí)別TERRA G4s及基于TERRA傳感器的熒光分子探針。2.熒光開(kāi)關(guān)探針識(shí)別脫堿基位點(diǎn)納米空腔：適用于所有DNA序列DNA某個(gè)受損堿基脫落后形成脫堿基位點(diǎn)(AP位點(diǎn))納米空腔。若此AP位點(diǎn)未經(jīng)特定酶匹配,在DNA復(fù)制過(guò)程中將導(dǎo)致堿基突變,因此,小分子對(duì)AP位點(diǎn)的選擇性識(shí)別對(duì)DNA損傷鑒定及基因藥物發(fā)展是至關(guān)重要的。在此,我們研究了異喹啉生物堿的熒光特性,黃藤素(PAL)是篩選出的最高效識(shí)別AP DNA相對(duì)于FM DNA的熒光開(kāi)關(guān)探針,PAL與所有AP DNA序列結(jié)合熒光都會(huì)增強(qiáng),但先前報(bào)道的探針卻無(wú)此效果。橋接π電子共軛效應(yīng)比溶劑效應(yīng)更利于PAL的熒光增強(qiáng)。PAL與AP位點(diǎn)的強(qiáng)結(jié)合促使PAL在DNA損傷識(shí)別及傳感器構(gòu)建等方面有寬廣的應(yīng)用。3.漆黃素激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移熒光觸發(fā)及選擇性識(shí)別三鏈DNA三鏈DNA在基因調(diào)控、分子開(kāi)關(guān)及傳感器構(gòu)建等方面有著廣泛應(yīng)用,所以三鏈DNA備受關(guān)注,然而,找到一種高選擇性識(shí)別三鏈DNA的熒光探針仍很困難。這里,我們研究了一些結(jié)構(gòu)相似的黃酮類分子類似物對(duì)三鏈DNA、單鏈、雙鏈、i-motif、DNA/RNA G4的識(shí)別能力,發(fā)現(xiàn)漆黃素(FIS)是選擇性識(shí)別三鏈DNA且熒光響應(yīng)最強(qiáng)的分子。僅三鏈能誘導(dǎo)FIS激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移(ESIPT)的互變異構(gòu)體的綠色熒光,F1S不僅能穩(wěn)定三鏈結(jié)構(gòu),而且對(duì)雙鏈還無(wú)影響,最重要的是能按2：1比例與三鏈兩端結(jié)合。研究表明,在拓展三鏈構(gòu)型的寡核苷酸、構(gòu)建基于三鏈的新穎的傳感器及調(diào)控開(kāi)關(guān)等方面,FIS可作為一個(gè)基于ESIPT的熒光開(kāi)關(guān)探針來(lái)選擇性識(shí)別DNA的結(jié)構(gòu)。
【關(guān)鍵詞】：G-四鏈體 DNA 脫堿基位點(diǎn) 三鏈體 識(shí)別區(qū)分 熒光
【學(xué)位授予單位】：浙江師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O657.3
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 引言10-11
• 1.2 G-四鏈體11-14
• 1.2.1 G-四鏈體簡(jiǎn)介11-12
• 1.2.2 端粒G-四鏈體的生物學(xué)功能12-13
• 1.2.3 小分子選擇性識(shí)別G-四鏈體結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)展13-14
• 1.3 脫堿基位點(diǎn)DNA14-18
• 1.3.1 AP DNA基本簡(jiǎn)介15
• 1.3.2 小分子選擇性識(shí)別AP位點(diǎn)的研究進(jìn)展15-18
• 1.4 三鏈DNA18-21
• 1.4.1 triplex DNA基本簡(jiǎn)介18-19
• 1.4.2 triplex DNA的生物活性19-20
• 1.4.3 triplex DNA構(gòu)型的識(shí)別及應(yīng)用20-21
• 1.5 本課題的研究?jī)?nèi)容、意義及創(chuàng)新點(diǎn)21-22
• 第二章 實(shí)驗(yàn)方案22-27
• 2.1 實(shí)驗(yàn)所用的DNA序列22-23
• 2.2 實(shí)驗(yàn)所用的試劑23-25
• 2.3 實(shí)驗(yàn)中所用的儀器設(shè)備25
• 2.4 實(shí)驗(yàn)表征方法25-27
• 2.4.1 紫外可見(jiàn)吸收光譜測(cè)定25-26
• 2.4.2 熒光光譜穩(wěn)態(tài)測(cè)定26
• 2.4.3 核酸解旋溫度Tm的測(cè)定26-27
• 第三章 熒光活化的增色卟啉對(duì)人類端粒G-四鏈體結(jié)構(gòu)的識(shí)別研究：RNA相對(duì)于DNA的高選擇性27-43
• 3.1 引言27-29
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分29-31
• 3.2.1 材料和試劑29
• 3.2.2 熒光光譜測(cè)定29-31
• 3.2.3 紫外可見(jiàn)吸收光譜測(cè)定31
• 3.2.4 DNA解鏈溫度Tm測(cè)定31
• 3.3 結(jié)果與討論31-42
• 3.3.1 高效增色卟啉TOH_dPP通過(guò)熒光增強(qiáng)法對(duì)TERRA G4相對(duì)于DNA G4的選擇性靶向識(shí)別31-37
• 3.3.2 基于TOH_dPP的增色卟啉活性,探究其對(duì)TERRA G4s相對(duì)于DNA G4s高選擇性識(shí)別的結(jié)合模型37-42
• 3.4 結(jié)論42-43
• 第四章 熒光開(kāi)關(guān)探針識(shí)別脫堿基位點(diǎn)納米空腔：適用于所有DNA序列43-53
• 4.1 引言43-44
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分44-46
• 4.2.1 材料和試劑44-45
• 4.2.2 熒光圖譜測(cè)定45
• 4.2.3 紫外可見(jiàn)吸收光譜及DNA解鏈溫度Tm的測(cè)定45-46
• 4.3 結(jié)果與討論46-52
• 4.3.1 PAL是靶向識(shí)別AP DNA最顯著的熒光開(kāi)關(guān)探針47-49
• 4.3.2 與AP位點(diǎn)納米空腔結(jié)合致PAL熒光增強(qiáng)的可能機(jī)理研究49-52
• 4.4 結(jié)論52-53
• 第五章 漆黃素激發(fā)態(tài)分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移熒光觸發(fā)及選擇性識(shí)別三鏈DNA53-73
• 5.1 引言53-54
• 5.2 實(shí)驗(yàn)部分54-58
• 5.2.1 材料和試劑54-55
• 5.2.2 熒光圖譜測(cè)定55-56
• 5.2.3 DNA解旋溫度(Tm)測(cè)定56-58
• 5.3 結(jié)果與討論58-71
• 5.3.1 FIS是靶向識(shí)別triplex DNA最高效的黃酮類分子58-63
• 5.3.2 FIS與三鏈體的作用機(jī)理及模型研究63-67
• 5.3.3 TFO鏈對(duì)FIS與雙鏈結(jié)合的影響67-69
• 5.3.4 實(shí)際檢測(cè)應(yīng)用69-71
• 5.4 結(jié)論71-73
• 第六章 結(jié)果與展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-90
• 致謝90-91
• 攻讀碩士期間取得的研究成果91-93

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1 趙廣超 ,朱俊杰 ,陳洪淵 ,王雪梅 ,陸祖宏;Spectroscopic and Spectroelectrochemical Studies of Interaction of Nile Blue with DNA[J];Chinese Journal of Chemistry;2002年01期

2 張鵬 ,孟繼本 ,龍江 ,松浦輝男 ,王永梅;Synthesis of Benzo [α]phenoxazin-5-one Derivatives and Their Interactions with DNA[J];Chinese Journal of Chemistry;2002年05期

3 陳繪麗 ,楊頻;A Novel Cobalt(III) Mixed-polypyridyl Complex: Synthesis, Characterization and DNA Binding[J];Chinese Journal of Chemistry;2002年12期

4 周莉,李樹(shù)蕾,陳輝,黃可欣,聶毓秀;DNA Damage Effect of Mixed Rare Earth Changle Crossing Placenta Barrier on Rat Embryo[J];Journal of Rare Earths;2003年02期

5 陳婧,康敬萬(wàn);Interaction between Eu(bpy)_3~(3+) Complex and DNA by Fluorophotometry[J];Journal of Rare Earths;2003年S1期

6 張強(qiáng);企業(yè)DNA:核心競(jìng)爭(zhēng)力[J];中國(guó)石化;2004年06期

7 ;Interaction between DNA with Complex of Eu~(3+)-Rutin by UV-Visible Spectroscopy and Electrochemistry[J];Journal of Rare Earths;2005年04期

8 周春瓊,鄧先和,楊頻;Interaction of Complex of Europium and Hbbimp with DNA[J];Journal of Rare Earths;2005年05期

9 ;Synthesis of a New Cobalt (II) Complex and its Interaction with DNA[J];Chinese Chemical Letters;2005年04期

10 ;Spectroscopic and Electrochemical Studies of the Interaction Between Fuchsin Basic and DNA[J];Chemical Research in Chinese Universities;2006年03期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 Michael J.Siefkes;Cory O.Brant;Ronald B.Walter;;A novel real-time XL-PCR for DNA damage detection[A];漁業(yè)科技創(chuàng)新與發(fā)展方式轉(zhuǎn)變——2011年中國(guó)水產(chǎn)學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C];2011年

2 ;Hormonal Regulation and Tumorigenic Role of DNA Methyltransferase[A];2011中國(guó)婦產(chǎn)科學(xué)術(shù)會(huì)議暨浙江省計(jì)劃生育與生殖醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)暨生殖健康講習(xí)班論文匯編[C];2011年

3 Dongmei Zhao;Fan Jin;Yuli Qian;Hefeng Huang;;Expression patterns of Dnmtl and Dnmt3b in preimplantational mouse embryos and effects of in-vitro cultures on their expression[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)第十次全國(guó)婦產(chǎn)科學(xué)術(shù)會(huì)議婦科內(nèi)分泌會(huì)場(chǎng)（婦科內(nèi)分泌學(xué)組、絕經(jīng)學(xué)組、計(jì)劃生育學(xué)組）論文匯編[C];2012年

4 姜東成;蔣稼歡;楊力;蔡紹皙;K.-L.Paul Sung;;在聚吡咯微點(diǎn)致動(dòng)下的DNA雜交行為[A];2008年全國(guó)生物流變學(xué)與生物力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2008年

5 白明慧;翁小成;周翔;;聯(lián)鄰苯二酚類小分子作為DNA交聯(lián)劑的研究[A];第六屆全國(guó)化學(xué)生物學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2009年

6 張曄;杜智;楊斌;高英堂;;檢測(cè)外周血中游離DNA的應(yīng)用前景(綜述)[A];天津市生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)暨首屆生物醫(yī)學(xué)工程前沿科學(xué)研討會(huì)論文集[C];2009年

7 周紅;鄭江;王良喜;丁國(guó)富;魯永玲;潘文東;羅平;肖光夏;;CpG DNA誘導(dǎo)全身炎癥反應(yīng)綜合征的作用及其機(jī)制研究[A];全國(guó)燒傷創(chuàng)面處理、感染專題研討會(huì)論文匯編[C];2004年

8 ;EFFECTS OF Ku70-DEFICIENT ON ARSENITE-INDUCED DNA DOUBLE STRAND BREAKS, CHROMOSOMAL ALTERATIONS AND CELL CYCLE ARREST[A];海峽兩岸第三屆毒理學(xué)研討會(huì)論文摘要[C];2005年

9 李經(jīng)建;冀中華;蔡生民;;小溝結(jié)合方式中的DNA媒介電荷轉(zhuǎn)移[A];第十三次全國(guó)電化學(xué)會(huì)議論文摘要集（下集）[C];2005年

10 ;The interaction between Levofloxacine Hydrochloride and DNA mediated by Cu~(2+)[A];湖北省化學(xué)化工學(xué)會(huì)2006年年會(huì)暨循環(huán)經(jīng)濟(jì)專家論壇論文集[C];2006年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 本報(bào)記者 袁滿;平安：把“領(lǐng)先”作為DNA[N];經(jīng)濟(jì)觀察報(bào);2006年

2 舒放;編織一個(gè)DNA納米桶[N];醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)報(bào);2006年

3 閆潔;英兩無(wú)罪公民起訴要求銷毀DNA記錄[N];新華每日電訊;2008年

4 何德功;日本制成診斷魚(yú)病的“DNA書(shū)”[N];農(nóng)民日?qǐng)?bào);2004年

5 本報(bào)記者 張巍巍;DNA樣本也能作假[N];科技日?qǐng)?bào);2009年

6 周斌偉　鄒巍;蘇州警方應(yīng)用DNA技術(shù)一年偵破案件1887起[N];人民公安報(bào);2011年

7 本報(bào)記者 楊天笑;揭秘“神探”DNA[N];蘇州日?qǐng)?bào);2011年

8 第四軍醫(yī)大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)部生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室教授 李福洋;破除法老DNA的咒語(yǔ)[N];東方早報(bào);2011年

9 常麗君;DNA電路可檢測(cè)導(dǎo)致疾病的基因損傷[N];科技日?qǐng)?bào);2012年

10 常麗君;效率和質(zhì)量：“DNA制造業(yè)”兩大障礙被攻克[N];科技日?qǐng)?bào);2012年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 唐陽(yáng);基于質(zhì)譜技術(shù)的基因組DNA甲基化及其氧化衍生物分析[D];武漢大學(xué);2014年

2 池晴佳;DNA動(dòng)力學(xué)與彈性性質(zhì)研究[D];重慶大學(xué);2015年

3 胡璐璐;哺乳動(dòng)物DNA去甲基化過(guò)程關(guān)鍵酶TET2的三維結(jié)構(gòu)與P暬蒲芯縖D];復(fù)旦大學(xué);2014年

4 馬寅洲;基于滾環(huán)擴(kuò)增的DNA自組裝技術(shù)的研究[D];南京大學(xué);2014年

5 黃學(xué)鋒;精子DNA碎片的臨床意義：臨床和實(shí)驗(yàn)研究[D];復(fù)旦大學(xué);2013年

6 隋江東;APE1促進(jìn)DNA-PKcs介導(dǎo)hnRNPA1磷酸化及其在有絲分裂期端粒保護(hù)中的作用[D];第三軍醫(yī)大學(xué);2015年

7 劉松柏;結(jié)構(gòu)特異性核酸酶FEN1在DNA復(fù)制及細(xì)胞周期過(guò)程中的功能性研究[D];浙江大學(xué);2015年

8 王璐;哺乳動(dòng)物中親本DNA甲基化的重編程與繼承[D];中國(guó)科學(xué)院北京基因組研究所;2015年

9 齊文靖;染色質(zhì)改構(gòu)蛋白BRG1在DNA雙鏈斷裂修復(fù)中的作用及機(jī)制研究[D];東北師范大學(xué);2015年

10 龍湍;水稻T-DNA插入突變?nèi)后w側(cè)翼序列的分離分析和OsaTRZ2的克隆與功能鑒定[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

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1 董洪奎;面向可視化納米操作的DNA運(yùn)動(dòng)學(xué)建模及誤差實(shí)時(shí)校正方法[D];沈陽(yáng)理工大學(xué);2014年

2 聞金燕;水溶性羧基和吡啶基咔咯大環(huán)與DNA和人血清蛋白的相互作用[D];華南理工大學(xué);2015年

3 江懌雨;水溶性羧酸卟啉及其配合物與DNA和人血清蛋白的相互作用[D];華南理工大學(xué);2015年

4 高志森;比較外周游離循環(huán)腫瘤DNA與癌胚抗原監(jiān)測(cè)非小細(xì)胞肺癌根治術(shù)前后腫瘤負(fù)荷變化的初步研究[D];福建醫(yī)科大學(xué);2015年

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10 熊忠;芳香二肽與一價(jià)金屬離子間相互作用及DNA切割活性的研究[D];鄭州大學(xué);2015年

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本文編號(hào)：942904