發(fā)布時(shí)間：2021-02-09 14:53

　　作為表觀遺傳信號(hào),甲基化的胞嘧啶被證明在基因調(diào)控中具有重要作用,通常被稱為“DNA的第五個(gè)堿基”。5-鹵素胞苷是生物體內(nèi)源性損傷產(chǎn)物之一,在核酸甲基化過程中表現(xiàn)出非常重要的生物學(xué)功能。然而,鹵素取代對(duì)標(biāo)準(zhǔn)核苷激發(fā)態(tài)的影響并未引起太多關(guān)注。針對(duì)現(xiàn)有工作的不足,我們?cè)谶@篇論文中研究了5-氟胞苷,5-氯胞苷和5-溴胞苷的激發(fā)態(tài)動(dòng)力學(xué)。295 nm激發(fā)后形成了亞皮秒范圍衰減的局域激發(fā)態(tài),以及幾皮秒到數(shù)十皮秒的分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移態(tài)。我們的結(jié)果詳盡地闡明了5-鹵素胞苷中的激發(fā)態(tài)弛豫途徑,為該類分子在后續(xù)的DNA或蛋白質(zhì)體系中的應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。接著我們將科研目光轉(zhuǎn)向更大的分子體系——多聚物poly（C）。我們?cè)诎奏ざ垡约岸嗑畚镏?通過改變激發(fā)波長觀察到兩個(gè)不同的非輻射衰減途徑。第一條通道包括兩個(gè)明亮的電子態(tài)（?）,第二條為較低能量的（?）態(tài)和尚未實(shí)驗(yàn)確定的長壽命態(tài)。最后,我們選取了d（GC）₉·d（GC）₉短鏈對(duì)其激發(fā)態(tài)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究。結(jié)果表明,無論是常見的B型DNA,還是骨架結(jié)構(gòu)獨(dú)特的Z型DNA,吸收紫外光子后均展現(xiàn)出了相似的PCET光譜信息。... 

【文章來源】：華東師范大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

DNA/RNA中核酸堿基結(jié)構(gòu)

華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文第3頁苷酸的已有研究成果指引著人們將目光轉(zhuǎn)向更大的分子體系——配對(duì)DNA堿基(BasePairs)、堆疊式DNA堿基(StackedBases)、單鏈及雙鏈[30-33]。對(duì)于通過氫鍵配對(duì)的堿基對(duì)來說，其激發(fā)和弛豫過程除包含單體堿基中存在的過程以外，還可以通過沿氫鍵的質(zhì)子轉(zhuǎn)移(ProtonTransfer,PT)發(fā)生超快的內(nèi)轉(zhuǎn)換行為[34]。而對(duì)于堆疊式堿基，由于兩個(gè)堿基間的相互作用，其激發(fā)狀態(tài)具有很強(qiáng)的電荷轉(zhuǎn)移(ChargeTransfer,CT)特征。通常來說，如果堆疊的兩個(gè)堿基相同，我們稱此狀態(tài)為準(zhǔn)分子(Excimer)，反之稱為激基復(fù)合物(Exciplex)[30,35]。因此，當(dāng)堿基有序地排列在DNA特殊的雙螺旋結(jié)構(gòu)中時(shí)，鏈內(nèi)的電荷轉(zhuǎn)移(ChargeTransfer,CT)以及準(zhǔn)分子/激基復(fù)合物無處不在，這意味著，DNA沿鏈骨架方向上的電荷分離可以耦合配對(duì)堿基對(duì)中質(zhì)子轉(zhuǎn)移存在。這種存在于DNA雙鏈中的質(zhì)子耦合電子轉(zhuǎn)移(Proton-CoupledElectronTransfer,PCET)可以由紫外輻射觸發(fā)[6,36,37]。在生物體內(nèi)，光動(dòng)力學(xué)過程變得更加復(fù)雜。除上述這些過程外，各種生化機(jī)制也在起作用，包括酶切和嘧啶二聚體的光修復(fù)等等[38]�；谝陨系恼{(diào)研，探究DNA堿基類似物及其單雙鏈的激發(fā)態(tài)動(dòng)力學(xué)不僅為光與物質(zhì)相互作用這一領(lǐng)域提供理論基礎(chǔ)，同時(shí)對(duì)輔助生物科研工作具有重大意義。圖1.2配對(duì)堿基、堆疊式堿基及DNA單雙鏈

華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文第4頁1.2鹵素取代胞苷概述1.2.1鹵素取代堿基簡介在眾多DNA和RNA堿基衍生物中，嘌呤類的堿基取代位點(diǎn)一般是嘌呤環(huán)的8號(hào)位，而嘧啶類的取代位點(diǎn)一般為5號(hào)位及6號(hào)位，例如，本課題組已經(jīng)發(fā)表的成果——8號(hào)位氮雜腺嘌呤，5號(hào)位甲基胞嘧啶，5號(hào)位氮雜胞嘧啶以及6號(hào)位氮雜胸腺嘧啶等[39-41]。類似地，5號(hào)位鹵素取代胞嘧啶即為將嘧啶環(huán)的5號(hào)位氫原子用三種鹵素原子替代。當(dāng)嘧啶環(huán)一號(hào)位的氫原子被核糖基團(tuán)取代后，我們稱其為5號(hào)位鹵素取代胞苷。圖1.3為5-氟胞苷（5-FCyd）、5-氯胞苷（5-ClCyd）和5-溴胞苷（5-BrCyd）的分子結(jié)構(gòu)式。圖1.35號(hào)位用三種鹵素原子取代的胞苷結(jié)構(gòu)式近年來，很多研究表明，DNA甲基化在哺乳動(dòng)物的生長發(fā)育中具有重要的作用。其中，最常見的甲基化發(fā)生位點(diǎn)就是胞嘧啶的5號(hào)位。作為一種表觀遺傳信號(hào)，甲基化嘧啶在DNA構(gòu)象、DNA穩(wěn)定性及DNA與蛋白質(zhì)相互作用方式等基因調(diào)控過程中發(fā)揮著重要作用，也與皮膚腫瘤等疾病相關(guān)[42-44]。因此，基于其在表觀遺傳學(xué)中的重要性，5-甲基胞嘧啶被稱為“DNA的第五個(gè)堿基”。研究表明，C5位置的甲基化不僅可以調(diào)節(jié)基因表達(dá)，而且明顯改變了胞嘧啶的激發(fā)態(tài)過程，即延長了激發(fā)態(tài)壽命近7倍。同時(shí)，環(huán)丁烷-嘧啶二聚體（CPD）形成的量子產(chǎn)率也有增加的趨勢[45-48]。


本文編號(hào)：3025805