黄曲霉素和N-亚硝基化合物借诱发DNA互补碱对交联而启动癌变

致癌机理的双区理论发现,绝大多数环境中的致癌剂,均通过引起DNA股间互补碱对的共价交联而启动细胞的癌变.DNA碱稀释过滤法证明:致癌物中的霉菌毒素即黄曲霉素G 1 ,N-亚硝基化合物中的亚硝基二乙胺,二丁胺,吗啉和四氢吡咯、偶氮染料中的4-二甲氨基偶氮苯和含氮杂环化合物中的喹啉,均剂量相关地引起DNA股间交联.而相应类型的非致癌剂黄曲霉素B 2 、亚硝基二苯胺、4'-溴-4-二甲氨基偶氮苯和异喹啉,均不能引起此种交联.用DNA交联24h修复实验,首次提出测定DNA股间交联中、互补碱对交联比率的方法.证明:DNA非互补碱对交联被完全修复,但互补碱对间的交联则难以修复,而互补碱对交联的比率与其致癌强度相关.致突变谱数据证明:突变即点突变和移码变异都是由交联的互补碱对所指导.因此,双区理论是化学、内源物和物理致癌作用的合理机理.     

DNA与抗癌药物道诺霉素相互作用的研究

该文采用荧光光谱法并用溴化乙锭（ＥＢ）作为荧光探针研究了道诺霉素（ＤＲＮ）与ＤＮＡ相互作用的方式。结果表明：ＤＲＮ的生色团能够嵌入ｄｓＤＮＡ双螺旋结构的碱基对之间,ＤＲＮ与ＤＮＡ的主要作用位点是碱基Ｇ、Ｃ;ＤＲＮ插入ｄｓＤＮＡ碱其对中,不会破坏碱基对中氢键,不会影响ＤＮＡ的复性;ＤＮＡ与ｓｓＤＮＡ仅仅存在弱的相互作用。     

DNA分子互补碱基对氢键解裂前后相互作用变化的初步研究(续)

一、引言在工作[1]的基础上,我们继续采用Poltev和Sukhorukov运用但经我们改进的计算方法,对DNA分子互补碱基对相邻的各种可能情形进行了计算。亦即计算了、等各种情形下各互补碱基对氢键解裂前后碱基间的相互作用能(包括水平作用能和堆积能)的变化,得出了相应的结论。上述的十种情形包含了A—T对和C—C对相邻的全部十六种情形,因此是完全的计算。     

DNA分子互补碱基对氢键解裂前后相互作用变化的初步研究

本文采用经过改进的V.Poltev等人的方法计算了DNA的相邻互补碱基对■的水平相互作用能和堆积能对碱基间的氢键是否断裂的依赖关系。给出了■、■、■和■各种状态下的电荷分布及各对相互作用能,并研究了这些相互作用的变化,给出了相应结果。     

精氨酸侧链与生物小分子间离子氢键强度的快速计算

提出了1种快速模拟生物分子间离子氢键作用的新方法,并将该方法用于计算模拟带有1个正电荷的精氨酸侧链与甘氨酸二肽分子、碱基尿嘧啶分子、碱基胸腺嘧啶分子等中性分子间的N—H…O=C离子氢键相互作用.计算结果表明:新方法可以快速计算带电精氨酸侧链分子和甘氨酸二肽分子、碱基尿嘧啶分子、碱基胸腺嘧啶分子间形成的N—H…O=C离子氢键的平衡氢键键长和分子间相互作用能;得到的平衡氢键键长与从头计算MP2/6-31+G(d,p)方法得到的平衡氢键键长的绝对偏差均小于0.005nm;分子间相互作用能与从头计算MP2.5/CBS方法得到的分子间相互作用能的绝对误差均小于8.2kJ/mol,相对偏差均小于5.5%;在同等计算条件下,新方法的计算效率比从头计算方法快数千倍以上.这些结果表明新方法准确快捷,在生物大分子体系的分子模拟领域有潜在应用价值.     

儿茶素与碱基对相互作用的理论研究

以碱基对为研究对象,采用量子化学理论计算方法,研究儿茶素-碱基对复合物分子之间的相互作用机制,并讨论这种相互作用对相关生命现象的研究意义.用密度泛函的M05方法,在6-311++G(d,p)基组水平下对儿茶素分子及碱基对进行几何构型优化,结构优化后共得到儿茶素-碱基对的复合物19个.儿茶素-碱基对复合物中存在5种不同类型的氢键,它们分别是:O—H…O、C—H…O、N—H…O、O—H…N、C—H…N.通过对不同类型氢键键长、键临界点电荷密度、键临界点拉普拉斯值、氢键振动频率等一系列物理量的分析讨论,结果表明儿茶素与碱基对分子之间的氢键对于复合物的稳定性起着非常重要的作用;氢键的个数、氢键的强度、氢键的类型对所研究复合物的稳定性都有一定的影响.     

煤大分子在有机溶剂中的溶解溶胀行为及其交联本性

采用溶剂抽提与溶胀法研究了煤－煤及煤－溶剂间非共价键力对煤大分子溶胀行为的影响。煤在非极性溶剂中的溶胀行为反映了煤－煤分子间作用力的大小,煤在碳含量８１％￣８３％范围内有最小的分子间作用力,溶胀率最大。煤在极性溶剂中的溶胀行为由煤－溶剂间作用强弱决定,其溶胀率随碳含量增加而减小。煤大分子交联键性质包括共价与非共价交联两部分的贡献。共价交联存在于结构单元之间,非共价交联主要存在于片断之间,部分存在于     

激发态DNA碱基对分子间相互作用的理论研究

[目的]利用本课题组发展的定量分析方法研究激发态DNA碱基对分子间相互作用的本质,以及不同类型的电子跃迁对DNA碱基对分子间相互作用的影响.[方法]采用广义Kohn-Sham能量分解分析方法(generalized Kohn-Sham based energy decomposition analysis, GKS-EDA),对两种Waston-Crick构型和两种stacked构型的DNA碱基对分子间相互作用本质进行理论研究.[结果]对于Waston-Crick构型的碱基对,n→π^*跃迁削弱了轨道极化作用但加强了电子相关作用,激发态分子间相互作用由电子相关作用主导,而π→π^*跃迁对分子间氢键影响较小;对于stacked构型的碱基对,π→π^*跃迁削弱了静电相互作用但增强了电子相关作用.[结论] Waston-Crick构型碱基对分子间相互作用本质受电子激发跃迁影响较大,而电子激发跃迁基本不改变stacked构型碱基对分子间相互作用本质.     

超分子双股螺旋链构建新策略：双重交叉卤键作用

<正>DNA双股螺旋结构的重要生命功能,如遗传信息的储存和传递,推动了仿生双股螺旋链的发展.DNA双股螺旋由单链内的共价磷酸酯键和双链间的非共价多重互补氢键维持(图1).受此启示,仿生双股螺旋链多由两条寡聚或聚合物链组成,由链间非共价相互作用,如氢键、金属配位、盐桥等维系~([1]).     

“活化石”植物银杏形态与分子进化（Ⅰ）

测定了银杏雌株核糖体ｒＲＮＡ基因转录间隔区ｒＤＮＡＩＴＳ区全序列共１１７２碱基对,其中ＩＴＳ１长７８８碱基对,ＩＴＳ２２２６碱基对,５８ＳｒＲＮＡ基因１５８碱基对．采用计算机分析软件对所获得序列进行比较分析．结果表明：形态上仅有很少变化的银杏,其个体之间有明显的分子差异,不同产地栽培株ｒＤＮＡＩＴＳ区序列的核苷酸差异值高达２５％,这一差异远远大于一般意义上种间的距离,表明了该类植物形态上的变化与分子进化的不一致．造成形态与分子进化不一致的原因有待进一步探讨．     

致癌基因密码子使用频数统计

本文在最新的致癌基因核酸序列数据库的基础上,对各258个致癌基因序列的密码子使用频数进行统计,并且分析统计结果,认为翻译的选择、变异和碱基成分可能是造成致癌基因序列的密码子使用偏好的主要原因。     

生命的旋律——“DNA音乐”

细胞是生命的基本单位。任何生物的细胞核中,都含有一套由遗传物质去氧核糖核酸(DNA)组成的染色体。分子生物学家已经探明,染色体是由两条 DNA 长链缠绕而成的双螺旋结构。DNA 含有4种类型的碱基,即腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)。每条 DNA 长链上的腺嘌呤和胸嘧啶配对互补,而鸟嘌呤则和胞嘧啶配对互补。互补的碱基间以氢键联结,成为两条 DNA 长链间的纽带。DNA 上的碱基排列,就是生命世界最奥妙的“遗传密码”。每3个碱基决定一种氨基酸。一段去氧核糖核酸链,能够决定一组氨基酸排列顺序。按这个顺序合成的氨基酸长链,就是支配生物某一性状表现的一种蛋白质分子。所以遗传决定性状,说到底就是碱基排列顺序     

化学合成碱基对及其DNA结构性能研究新进展

DNA是储存和传递遗传信息的主要物质基础,是生物遗传和生命进化的"中心".碱基是DNA分子中最重要的"官能团",在基因遗传信息的传递中起着主导作用.化学合成碱基对扩充了遗传信息字母表,提高了遗传密码的多样性,受到了化学以及生物学界的广泛关注.本文综述了近几年有关化学合成碱基及其DNA结构性能的研究进展.首先介绍了化学合成碱基对的设计合成策略,分别概述了含有亲水性碱基对、疏水性碱基对的研究进展,重点对荧光碱基及其DNA链结构和生物学性能的研究进展进行了论述,最后对化学合成碱基在生物学领域的应用及发展前景进行了展望.     

环丙沙星与DNA的作用机理研究

通过紫外光谱法与荧光光谱法研究了环丙沙星（ＣＰＬＸ）与ＤＮＡ的相互作用，实验结果表明，药物ＣＰＬＸ主要通过ＤＮＡ大沟或小沟插入到碱基对平面间而与ＤＮＡ相结合，并用ＣＰＬＸＣ７位的哌嗪环上正电性的４位胺基与ＤＮＡ负电性的磷酸基骨架间存在库仑作用，温度和盐浓度对其相互作用有一定影响。     

不同pH值的酸处理DNA溶液的拉曼光谱分析

通过拉曼光谱研究了经不同pH值的酸处理后的DNA溶液．小牛胸腺DNA被配制成pH6．0、pH5．0、pH4．0、pH3．0、pH2．0、pH1．0的酸性溶液，经24h充分水合后测试其拉曼光谱．实验结果表明，DNA分子内部产生了明显的质子化，其拉曼特征频率和强度均发生了变化，而且不同的pH值致使它们的变化程度也不同．对DNA分子结构的影响包括磷酸骨架基团，脱氧核糖及碱基．随着酸性的增强，DNA的构型也发生变化：在pH6．0、pH5．0时DNA溶液为标准B构型，而在pH4．0、pH3．0、pH2，0的DNA溶液出现B和C构型共存，到pH1．0时出现了Z构型．从pH3．0碱基开始质子化，逐渐地GC碱基对之间形成了Hoogsteen型氢键，AT碱基对之间的氢键发生断裂，双螺旋结构遭到破坏，而脱氧核糖也受到不同程度的损伤．     

系列小分子与碱基尿嘧啶间氢键相互作用的理论研究

核酸碱基尿嘧啶分子可以使用3个不同位点与其他分子形成多种类型的分子间氢键.笔者使用密度泛函理论B3LYP/6-31＋G（d,p）方法优化得到了系列小分子与尿嘧啶分子形成的31个氢键复合物的稳定结构,进而使用MP2/aug-cc-pVTZ方法计算了这些氢键复合物的结合能.研究结果表明,尿嘧啶分子更倾向作为氢键给体与小分子形成氢键.尿嘧啶分子最易使用1号位点与小分子形成氢键复合物,最不易使用2号位点形成氢键复合物.甲基取代小分子氢键受体上的氢原子会使氢键强度变强.为了深入理解这些氢键复合物体系中氢键作用的本质,还使用B3LYP/6-31G（d,p）方法进行了自然键轨道（NBO）分析计算.自然键轨道（NBO）分析表明,大部分氢键复合物满足二阶相互作用稳定化能之和越大,结合能绝对值越大,结合得越稳定的原则,说明共价作用在这些氢键作用中起重要作用.     

小灵猫华东亚种线粒体DNA限制性位点图

提纯了小灵猫华东亚种（ＶｉｖｅｒｒｉｃｕｌａｉｎｄｉｃａｐａｌｉｄａＧｒａｙ）的肝脏ｍｔＤＮＡ．用ＢａｍＨⅠ、ＢｇｌⅡ、ＥｃｏＲⅤ、ＨｐａⅠ、ＫｐｎⅠ、ＭｌｕⅠ、ＰｓｔⅠ、ＰｖｕⅡ、ＳａｃⅡ、ＳａｌⅠ和ＸｈｏⅠ等１１种识别６碱基对的限制性内切酶对小灵猫华东亚种ｍｔＤＮＡ进行消化分析，１１种限制性内切酶均有１～５个位点；根据单酶消化和双酶消化片段的数目和分子量，构建了小灵猫华东亚种ｍｔＤＮＡ限制性位点图     

碱基对AT/GC与组氨酸/天冬酰胺侧链间氢键作用的优势位点

采用B3LYP/6-31+G(d,p)方法优化得到18个由组氨酸(His)/天冬酰胺(Asp)侧链分别与2种Watson-Crick碱基对(AT/GC)形成稳定构型.对18个稳定构型使用M06-2X-D3/aug-cc-pVDZ方法计算得到氢键复合物的结合能.在此基础上,采用同样的量子化学计算方法加上极化连续介质(PCM)模型计算得到氢键复合物在水相中的结合能.结果表明,碱基对AT与组氨酸侧链/天冬酰胺侧链氢键作用的较稳定作用位点是site 1与site 3;碱基对GC的较稳定作用位点是site 1与site 4.分子中原子(AIM)与自然键轨道(NBO)分析计算所得的结果与结合能强弱顺序一致.     

基因芯片

基因芯片又称ＤＮＡ芯片 ,是计算机学与生物学交叉的产物。基因芯片技术是２１世纪生物工程的重要组成部分。它通过使用半导体工业中的微加工、微电子技术和其他相关技术 ,在固体芯片表面构建微流体分析单元和系统 ,利用生物大分子ＤＮＡ的结构及其碱基配对原则而发展起来的 ,以实现对核酸分子中基因片段准确、快速、大信息量的检测。１基因芯片的制作和检测过程ＤＮＡ分子能在不同条件下进行变性、退火和杂交是制作基因芯片的基础。１．１探针的制备探针即一种已知碱基序列较短的单链ＤＮＡ。探针获得有两种途径 :一是从生物中直接提取ＤＮ…     

斜纹夜蛾核多角体病毒egt基因的克隆和部分序列分析

用ＡｃＭＮＰＶｅｇｔ基因中的保守区部分片段为探针,通过Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交确定ＳｌＭＮ－ＰＶｅｇｔ基因的位置在ＰｓｔⅠ４９７０ｂｐ和ＸｂａⅠ２６００ｂｐ的片段上．采用双链ＤＮＡ序列分析方法测序,在２６００ｂｐ片段上的ＥｃｏＲⅠ位点两侧得到５９４ｂｐＤＮＡ碱基序列,用计算机ＤＮＡＳＩＳ和ＰＲＯＳＩＳ软件,将５９４ｂｐＤＮＡ碱基序列所推测的氨基酸序列与ＡｃＭＮＰＶ和ＳｌｉＭＮＰＶ的ｅｇｔ基因氨基酸序列进行同源比较,其同源性分别为４５％和８６．５％．