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《温州大学》 2018年
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组氨酸导致的DNA构象转变的单分子研究

芦洁坪  
【摘要】:作为生物体内的基本遗传物质,DNA影响着生物的生长发育,与细胞癌变、突变等异常活动也息息相关。医学中所使用的一些药物主要把DNA作为主要靶点,从而改变基因表达和调控的功能。根据科研工作者们几十年的研究成果可知,DNA电荷逆转及凝聚的现象通常发生于多价平衡离子溶液中,而组氨酸作为人体必需的氨基酸之一,在DNA凝聚及电荷逆转过程中起着十分重要的作用。本文以作为组蛋白主要成分的组氨酸(Histidine)为研究对象,利用单分子实验方法观察到聚组氨酸可以导致DNA凝聚和电荷逆转,同时可以通过控制溶液的pH值调控其凝聚和电荷中和行为。首先通过动态光散射(Dynamic Light Scattering,DLS)实验测量DNA的电泳迁移率,实验结果为:当pH=7的时候,DNA的电泳迁移率始终为负值,不会出现电荷逆转。而我们降低pH值,当pH=5的时候,DNA的电泳迁移率会随着8价聚组氨酸浓度的增加而变大,直至迁移率的大小由负值变为正值,证明DNA发生电荷逆转。当pH=3的时候,DNA的电泳迁移率也会随着8价聚组氨酸浓度的增加而变大,实现电荷逆转,并且电荷逆转的效果更加明显。其次用原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)观察DNA的表面形貌,结果表明:在pH?7的时候,固定某个pH值不变,随着组氨酸浓度的增大,DNA受到液体中正价离子补偿后净电荷越来越低,利用原子力显微镜所观察到的DNA凝聚的形态越来越紧密;而固定组氨酸浓度时,降低pH值,加强组氨酸的质子化程度,DNA在原子力显微镜下的凝聚形态会更加紧密。最后用单分子磁镊(Magnetic Tweezers,MT)测量DNA的拉伸特性,结果进一步验证了组氨酸能够使DNA凝聚,并且pH值的降低对DNA的凝聚起到了进一步的促进作用。
【学位授予单位】:温州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:Q523

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