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i-motif结构折叠与解折叠机理研究

朱燕平  
【摘要】:人端粒DNA存在富含胞嘧啶(C)的脱氧核苷酸(DNA)序列,这些序列在酸性环境中能通过胞嘧啶(C)与质子化胞嘧啶CH+之间的氢键相互作用形成平行双链,两条双链反平行相互插入所形成的四链非共价复合物,称为i-motif结构。i-motif结构多存在于原癌基因的启动子区域,如血管内皮生长因子VEGF、原癌基因c-Myc以及成视网膜细胞瘤基因Rb等,使其成为基因调控和抗癌药物设计的靶点。因此,对于i-motif结构稳定性的研究及其折叠机理探索具有非常重要的生物意义。 本论文以脊椎动物端粒序列d(C3TA2)3C3为研究对象,通过定点突变的方法研究胞嘧啶(C)对i-motif结构稳定性以及热力学和动力学的影响,从而得出i-motif结构折叠与解折叠机理。 首先,我们将d(C3TA2)3C3中的胞嘧啶部分突变成腺嘌呤,利用圆二色谱研究各不同位置的胞嘧啶对i-motif结构稳定性的影响。结果发现突变链结构稳定性均变差,而第2位的胞嘧啶对i-motif结构稳定性及热力学影响最大。 其次,我们利用stopped-flow技术(快速混合停流技术)研究各不同位置的胞嘧啶对i-motif折叠动力学的影响,发现第2位和14位突变链折叠动力学反应速率是其他突变链的千分之一,说明这两个碱基突变位点是影响i-motif折叠动力学过程的关键位点。 最后,我们利用盐酸胍滴定的方法研究各不同位置的胞嘧啶对i-motif稳定性和解折叠动力学的影响,发现第2位和14位突变链稳定性最差,说明这两个碱基突变位点是影响i-motif解折叠动力学过程的关键位点。 因此,我们得出第2位和14位的胞嘧啶是影响i-motif结构稳定性以及热力学和动力学的关键位点,在i-motif折叠与解折叠过程中起着限速步骤的作用。


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