DNA与其靶向分子相互作用研究进展

DNA与其靶向分子相互作用的研究不仅对阐述一些抗肿瘤、抗病毒药物及致癌物的作用机理,而且对进一步指导人工核酸酶的合成及DNA高级结构研究等方面的工作都具有重要意义.本文着重评述了近年来不同结构类型的DNA靶向分子与DNA相互作用研究方面的进展.     

DNA分子识别及传感技术

DNA杂交生物传感器为基因的识别及疾病的诊断提供了一种快速,简便,廉价的方法,此文从DNA的固定及检测技术两个方面,举例介绍了各不同方式的研究应用现状及对传感器灵敏度,杂交专一性,杂交速度及使用寿命的影响,对DNA识别技术的发展前景进行了展望。     

基于分子间相互作用的DNA双螺旋结构的启发式教学

实践教学中发现很多学生片面地认为是氢键作用使DAN形成双螺旋结构,面对这一认知的误区,设计了启发式的教学过程。从分子间相互作用力的角度分析讨论了为什么DNA通常会形成双螺旋结构以及有哪些相互作用在结构的形成中起到了关键性作用。课程从铺陈、问题启发式讨论及拓展3方面层层深入展开。通过此教学过程,不仅加深了学生对化学基本原理的理解,而且也培养了学生分析和解决问题的能力。     

生物单分子力谱技术的研究进展

近年来,单分子力谱技术获得了快速发展和广泛应用。通过单分子力谱技术研究生物分子结构、力学及动力学,在单分子水平上揭示生物分子间相互作用机制,对于深入了解生物分子的特异识别、生化过程以及生物分子结构与功能的关系具有重要意义。本文主要介绍了3种最常见的单分子力谱技术:原子力显微镜(AFM),光镊(OT)和磁镊(MT)。另外,还侧重从不同力谱技术的原理、发展及应用三个方面简要介绍了3种大规模并行测量的单分子力谱技术:声力谱(AFS)、离心力显微镜(CFM)以及力诱导剩磁谱技术(FIRMS)。     

阳离子-π作用的研究进展

摘要阳离子-π作用是一种存在于阳离子和芳香性体系之间的相互作用,与一些经典的作用（如氢键、静电和疏水相互作用）相比,被认为是一种新型分子间作用,普遍存在于生物体系中,对分子识别、蛋白质和核酸的结构与功能起着十分重要的作用．本文结合我们课题组的研究工作,对生物体内存在的典型的阳离子-π作用,以及有关阳离子-π作用的实验与理论计算研究进行综述．     

阳离子-π作用的研究进展

阳离子-π作用是一种存在于阳离子和芳香性体系之间的相互作用,与一些经典的作用(如氢键、静电和疏水相互作用)相比,被认为是一种新型分子间作用,普遍存在于生物体系中,对分子识别、蛋白质和核酸的结构与功能起着十分重要的作用.本文结合我们课题组的研究工作,对生物体内存在的典型的阳离子-π作用,以及有关阳离子-π作用的实验与理论计算研究进行综述.     

有机药物分子与DNA相互作用的研究进展

综述了有机药物分子与DNA相互作用的模式、影响因素、并着重介绍了其相互作用的电化学等研究方法,概括了其近几年的研究进展,并在此基础上提出了在药物分子与DNA相互作用的研究工作中应解决的问题.     

DNA电化学传感器在DNA片段识别与测定中的应用

本文用乙基－（３－二甲基丙基）碳二亚胺盐酸盐（ＥＤＣ）和羟基丁二酰亚胺（ＮＨＳ）活化已被氧化的石墨电极,然后将单链ＤＮＡ（ｓｓＤＮＡ－１）固定在石墨电极上。运用核酸杂交技术,使具有电化学活性的染料Ｈｏｅｃｈｓｔ ３３２５８ 嵌入双链ＤＮＡ 分子（ｄｓＤＮＡ）的碱基对中,在石墨电极表面形成ｄｓＤＮＡ－Ｈｏｅｃｈｓｔ ３３２５８ 层,通过伏安法测定嵌入Ｈｏｅｃｈｓｔ ３３２５８的氧化峰电流,可以识别和测定溶液中互补的ｓｓＤＮＡ－２ 片段,ｓｓＤＮＡ－２ 的浓度在４．８×１０－ ５～１．１×１０－ ７ ｍ ｇ／ｍ Ｌ范围内,有线性关系,检测限可达６．０×１０－ ８ ｍ ｇ／ｍ Ｌ。     

金属离子与DNA相互作用的研究进展

对金属离子与DNA相互作用的研究进展进行了综述,讨论了不同金属离子与DNA碱基的作用位点以及不同金属离子与DNA相互作用的特点.     

适配体功能化DNA纳米生物传感器应用研究进展EI北大核心CSCD

适配体功能化DNA纳米结构是构建新型生物传感器的理想材料,为临床诊断、食品安全、环境监测等领域提供了材料基础。本文介绍了核酸适配体在功能化DNA纳米结构中的作用,论述了适配体功能化DNA纳米结构的构建方法,以及其在基于固定化和构象开关的电化学生物传感器的最新应用研究。本文为适配体功能化DNA生物传感器的构建提供了制备方法以及生物传感策略等方面的参考,并展望了以适配体功能化DNA纳米结构为材料的生物传感器的应用前景。     

分子印迹聚合物研究:从小分子到生物大分子

分子印迹技术是一项制备功能聚合物材料的方法,其对印迹分子的专一性选择识别能力引起了人们的广泛关注。随着方法的基本确立和技术的逐渐成熟,其应用领域和范围不断扩大。本文在总结以往研究结果的基础上,对迄今为止进展相对缓慢的生物大分子印迹研究予以了特别关注,对相关的水环境下的分子识别问题进行了仔细的讨论,认真的分析了生物大分子印迹研究工作的难点和不利因素,对分子印迹技术的未来发展和应用前景进行了展望。     

"分子梳"研究进展

“分子梳”是DNA被可移动的气-液界的均匀拉直,该技术涉及两个过程:DNA分子末端与基底表面的特异性结合和移动的气-液界面对DNA分子的均匀拉直。该技术在构建纳米材料/结构,研究DNA转录和复制,绘制基因物理图谱等方面得到了应用。预计“分子梳”技术将在以下方面取得进展:以拉直的DNA为模板构建纳米器件和纳米材料;用于基因突变的临床检测;结合原子力显微术(AFM),建立“原子力显微术原位杂交”技术以替代荧光原位杂交。     

Mechanical Constraint Effect on DNA Persistence Length

Persistence length is a significant criterion to characterize the semi-flexibility of DNA molecules. The mechanical constraints applied on DNA chains in new single-molecule experiments play a complex role in measuring DNA persistence length; however, there is a difficulty in quantitatively characterizing the mechanical constraint effects due to their complex interactions with electrostatic repulsions and thermal fluctuations. In this work, the classical buckling theory of Euler beam and Manning’s statistical theories of electrostatic force and thermal fluctuation force are combined for an isolated DNA fragment to formulate a quantitative model, which interprets the relationship between DNA persistence length and critical buckling length. Moreover, this relationship is further applied to identify the mechanical constraints in different DNA experiments by fitting the effective length factors of buckled fragments. Then, the mechanical constraint effects on DNA persistence lengths are explored. A good agreement among the results by theoretical models, previous experiments, and present molecular dynamics simulations demonstrates that the new superposition relationship including three constraint-dependent terms can effectively characterize changes in DNA persistence lengths with environmental conditions, and the strong constraint-environment coupling term dominates the significant changes of persistence lengths; via fitting effective length factors, the weakest mechanical constraints on DNAs in bulk experiments and stronger constraints on DNAs in single-molecule experiments are identified, respectively. Moreover, the consideration of DNA buckling provides a new perspective to examine the bendability of short-length DNA.     

New DNA Technology and the DNA Biosensor

Abstract

Recently there has been an increasing demand to produce systems for the detection of specific DNA sequences that are amenable to non-specialised laboratories. This demand has led to many innovative and novel approaches to DNA analysis which may collectively be termed ′new DNA technology′. Here, we review these advances in relation to their applicability for the production of a DNA biosensor. The present state of the art is described and future possibilities are considered.     

DNA纳米机器:梦想照进现实

可进体内治病救人的纳米机器人一直是人们梦寐以求的未来科技和医疗手段.最近,国家纳米科学中心的丁宝全、聂广军等在这个方向取得了重要的突破,成功开发了基于DNA纳米机器的癌症免疫治疗疫苗.他们首先利用DNA折纸术构筑了一个可精确负载抗原和佐剂的管状结构,通过皮下注射递送至淋巴结,经由内吞在树突细胞内涵体内发生pH响应性的锁链打开,暴露抗原和佐剂,从而激活树突细胞,产生抗原特异性的T细胞,有效杀伤肿瘤细胞.该疫苗不仅可以有效抑制肿瘤的生长和复发,还诱导特异性记忆效应,可持续产生特异性的保护.这提供了一个精准递送分子药物的平台,让人看到成功发展纳米机器人的曙光,有望给医学和医疗保健带来重要变革.     

磺酰胺类常咯啉的分子力学参数的确定

应用量子化学ＭＮＤＯ程序及分子力学ＭＭＰ２程序，确定了一些未知磺酰胺类常咯啉的分子力学参数。应用这些参数计算了几个晶体结构已知的磺酰胺类化合物，与真实结构比较，计算结果令人满意。由此说明确定的分子力学参数用于计算磺酰胺类化合物时的正确性和可行性。     

左旋多巴酪氨酰酪氨酸二肽的合成及与DNA的相互作用

采用Fmoc固相法合成了左旋多巴酪氨酰酪氨酸二肽(L-dopa-L-Tyr-L-Tyr), 并经RP-HPLC分离和纯化, 通过ESI-MS,¹H NMR和¹³C NMR表征了其结构. 采用紫外光谱、荧光光谱和琼脂糖凝胶电泳研究了左旋多巴(L-dopa)及L-dopa-L-Tyr-L-Tyr与DNA的相互作用. 结果表明, 随着L-dopa和L-dopa-L-Tyr-L-Tyr浓度的增加, 体系的紫外光谱呈减色效应; 根据Stern-Volmer方程可知荧光猝灭方式为静态猝灭; 琼脂糖凝胶电泳中, pUC18DNA的迁移速率变慢. 推测L-dopa和L-dopa-L-Tyr-L-Tyr与ctDNA作用模式为嵌入作用. 与L-dopa相比, L-dopa-L-Tyr-L-Tyr与DNA的相互作用更强.     

一种新型发光探针与DNA相互作用的研究

本文以稳态荧光光谱、紫外-可见吸收光谱、荧光偏振、热变性、阴离子猝灭等手段,研究了一种具有强电荷转移能力的化合物2,7-二[(N-乙基咔唑-3-基)丙烯-1-酮基]芴与DNA的相互作用。研究结果表明,2,7-二[(N-乙基咔唑-3-基)丙烯-1-酮基)芴与DNA的作用方式是混合模式,以嵌插作用为主,同时存在沟槽相互作用,其咔唑基团可能插入到DNA的碱基对之间,结合常数K为8 123.48mol/L,结合位点n为0.71。该发光探针灵敏度高,结合稳定。     

Interactions of Phenanthroline Compounds with i-Motif DNA

The interactions of each of three phenanthroline derivatives 1, 2 and 3 with the human telomeric/-motif DNA were investigated. The results suggest these compounds are potent binders. The compounds could stabilize the structure of i-motif DNA by π-π stacking. Moreover, the binding constants of the compounds with/-motif DNA were （2.71-8.12）×10^4 L·mol^-1, and the binding stoichiometry ratio was 1：1. CD studies reveal that the binding by phenanthroline comoounds perturbs the conformation of i-motif DNA.